数字空间中管路协调建模与求解

针对分段安装的管路在有制造误差的安装接口装配时需要人工费时费力修配分段管件的问题,提出在数字化虚拟空间对管件进行协调安装的再设计。分析了管路安装端口和管件协调余量的协调特征,抽象出了其数学表达模型,据此建立了一种基于三段安装管件的管路数字化协调模型并给出了协调状态求解方法。将协调拼接处的凸角指标作为协调评估目标,在实际管件裁切约束下,给出了基于遗传算法的求解方法。采用实际管路数据进行了该管路协调模型及求解方法的验证,最终结果表明该模型及方法可以较好地描述管路协调操作,并且经过优化的协调解能够指导管件的再设计,从而得到良好的管路协调装配结果。

空间管路数字化协调系统设计与开发

一些分段加工的管路无法直接进行无缝拼接,需对管件进行协调,方可成功拼接。目前协调工作通过人工协调完成,工时长且无法确保质量。数字化协调指在管路最终拼接前,实物取样取得管路安装连接的接口位置、走向值及管件的实测值,在数字空间中对管路部件的部分尺寸进行修正性地再设计或确定,根据数字协调结果加工制造管件。本论文对管路数字化协调的3个关键步骤：实物数字化、数字空间中的协调求解、数字化协调结果实物化（即数字放样）进行了研究和实现。对逆向软件Imageware进行二次开发来实现管件测量点云的曲面重构;对管路进行数字协调求解,并在3维软件Creo中采用Pro/TOOLKIT二次开发实现管件数字空间中的自动切割、拼接以及装配;以四元数轨迹确定实物加工所需的工具姿态,在Robot Studio中完成数字放样仿真。