机电产品零部件自动装配方法

methods are discussed in the paper.
关键词： 机电产品；零部件；自动装配；骨架模型；二次开发
Key words: mechanical and electrical product；parts and components；automatic assembly；skeleton model；advanced development
②设计球标注释。球标注释用来记录布局中设计的
提高机电产品零部件的设计质量和整机性能，近些年来， 元件。
优化设计、虚拟设计、有限元分析、计算机仿真等一些先进
③建立自动装配的全局参照基准。先用布局来建立基
的技术方法被广泛应用，而实现零部件的三维建模与整机 准平面、轴、坐标系和点，然后在设计和装配零件时，系统
（河北工程大学机电学院，邯郸 056038） （School of Mechanical and Electrical Engineering，Hebei University of Engineering，Handan 056038，China）
摘要： 实现零部件的三维建模与整机装配是建立产品虚拟样机的前提和基础。文章基于 Pro/E、Cult 3D 等软件，简要介绍了利用
的方式记录、注释零件和组件。例如，在布局中以二维几何 装配，或者为在布局的图表中完成的计算传递参数值。
图形和图表的形式概念性表示实体模型，并建立其尺寸和
由此可以看出，布局设计的操作步骤比较繁琐，受设
位置的参数和关系，便于成员的自动装配。
计者的主观意识影响较大；特别是，设计者一旦创建了控
使用布局的一般思路和操作是：
的，它不是精确比例的绘图，与实际的三维模型几何不相
⑧声明布局。通过将布局声明到其他布局中，以及将
关，从而不必处理大量的或具体的几何信息[1]。具体地说， 模型（零件和组件）声明到布局中来建立关联，从而通过全
布局是在“布局”模块下创建的二维概念草图，用于以概念 局参数和它们的值来交换信息。这样就可实现模型的自动
布局、骨架模型、二次开发以及虚拟现实技术等实现机电产品零部件自动装配的基本方法和步骤，并对各种方法的特点进行了分析和
比较。
Abstract: The three dimensional modeling and assembling of parts is necessary in order to establish product virtual prototype. For the
进入布局的用户才能修改这些关键参数，因此限制了这种 方法的广泛应用。
2 基于骨架模型的自动装配 在 Pro/E 中，骨架模型是由一些基准特征和曲面构成 的，是组件里的一种特殊零件。设计者可以在不建立零件 模型的情况下，先创建一个骨架模型以定义某个组件的
强大的实体造型、曲面造型、组件装配等功能，还提供了
⑤列表数据。将参数和关系增加到布局中，一般都使
Pro/Toolkit 开发工具包，允许用户或第三方通过 C 语言程 用表格来组织它们。
序扩充 Pro/E 系统的功能；而 Cult 3D 则是一款完全拖放
⑥使用全局关系。通过增加关系，可进一步提高布局
式的虚拟现实开发软件，能够非常方便地展示产品的拆装 控制的灵活性；通过建立全局关系，可以使一个全局尺寸
中 图 分 类 号 ：TH-39
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1006-4311（2012）33-0025-03
0 引言
中相同的草绘工具创建几何。创建的几何可以简单，也可
在工农业生产和日常生活中，人们所熟知的机电产品 以复杂，根据需要而定。
都是由一些零部件按照一定关系和要求组装而成的。为了
装配是建立产品虚拟样机的前提和基础。
会自动识别对应于布局中所建立的参照基准的存在。
目 前 市 场 上 存 在 的 各 种 三 维 软 件 众 多 ，如
④创建全局尺寸和参数。在布局中创建的全局尺寸和
SolidWorks、UG、CAXA、Pro/E、Cult 3D 等。其中，Pro/E 具有 参数，对所有引用该布局的零件、组件进行控制。
realization of automatic assembly of the mechanical and electrical product parts with Pro/E, Cult 3D software and so on, several approaches
based on layout, skeleton model, advanced development and virtual reality technology are briefly described, and some characteristics of the
制模型几何的布局后，就不能在零件或组件中改变它了。
①创建非参数化二维草绘。可使用几乎与“绘图”模块 因为在布局中包含着几何的参数、尺寸和特征，只有能够
— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 基金项目： 本文为邯郸市科学技术研究与发展计划项目资助，项
目名称：放顶煤液压支架虚拟装配平台的研究与开 发，项目编号：1121102063-6。 作 者 简 介 ：马希青（1963-），男，河北故城人，硕士，河北工程大 学机电学院教授，长期从事机械 CAD 的教学与研究 工作。
过程和工作过程。这些都为众多设计者选择不同方法实现 从一个全局值获得其自身值。
产品零部件的三维建模与整机装配提供了方便。
⑦将零件链接到布局中。若将一个全局尺寸增加到某
1 基于布局的自动装配
个布局中，它应告诉设计者这是一个关键尺寸，应当用在
在 Pro/E 中，布局是用来定义组件的基本要求和约束 零件的设计中。
Value Engineering
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机电产品零部件自动装配方法研究
Research on Automatic Assembly Methods for Mechanical and Electrical Product Parts
马希青 MA Xi-qing；李石妍 LI Shi-yan；李艳娇 LI Yan-jiao；鲍森茂 BAO Байду номын сангаасen-mao