半打包机解装配约束分析及其解装配的序列生成设计【说明书+三维+仿真】

购买设计请充值后下载，资源目录下的文件所见即所得，都可以点开预览，资料完整，充值下载可得到资源目录里的所有文件。【注】：dwg后缀为CAD图纸，doc,docx为WORD文档，原稿无水印，可编辑。具体请见文件预览，有不明白之处，可咨询QQ:12401814 1.设计说明书页数40页以上。内容要求等符合任务书 2.使用SW等，进化仿真得到装配序列3.在4月15号左右完成4.说明书大纲大体按照开题报告上的大纲来进行可适当修改。5.翻译一篇相关半打包机的外文 本科毕业设计（论文）说明书半打包机解装配约束分析及其解装配的序列生成系 别 机电工程系 专业班级 09机械6班 学生姓名 钟成泰 指导教师 王清辉 提交日期 2013年 5月 23 日 华南理工大学广州学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学广州学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名： 日期： 年 月 日指导教师签名： 日期： 年 月 日第一章、绪论华 南 理 工 大 学 广 州 学 院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 兹发给机械工程及自动化专业 6 班学生钟成泰毕业设计（论文）任务书，内容如下： 1.毕业设计（论文）题目： 半打包机解装配约束分析及其解装配的序列生成 2.应完成的项目： （1）以打包机的装配模型为案例，设计装配图； （2）进行解装配约束的分析 ； （3）应用软件有关功能生成解装配序列； 3.参考资料以及说明： （1）高建刚，武英，机电产品拆卸研究综述，机械工程学报，2004年 07期，24 （2）杨国新，王定标，基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术，煤矿机械, 2007年 07期，12 （3）刘光复，刘学平，刘志峰，李钢，机电产品的拆卸与回收性能分析，机械工程师， 2001年 01期，1314 （4）潘晓勇，刘光复，刘志峰，王淑旺目标拆卸序列生成算法研究，机床与液压, 2003年 04期，4243 （5） （6） （7） 4.本毕业设计（论文）任务书于 2013年 1 月12日发出，应于2013年 5 月 25 日前完成，然后提交毕业设计（论文）答辩委员会进行答辩。 专业教研组（系）负责人 审核 年 月 日 指导教师（导师组负责人） 签发 年 月 日说明书中的建模过程的零件名称我有些我只拿代号代替，你找到名字后自己修改目 录第一章、绪论61.1 引言61.2 解装配的定义71.2.1 解装配的种类71.3 解装配相关的历史与现状81.3.1 解装配的研究热点91.4 解装配约束的定义111.4.1 约束的定义111.5 本课题研究的意义11第二章、装配的约束分析122.1三维软件SolidWorks装配约束122.1.1 SolidWorks软件介绍122.1.2 SolidWorks软件中的装配设计及本课题装配设计的思路15第三章、半自动打包机的建模与序列生成173.1 半自动打包机建模173.1.1 机座建模173.1.2 C211239701ZA-4建模193.1.3 C401009530Z-7建模203.1.4 C402009520-5的建模223.1.5 C402009520-5的建模233.1.6 C402009520-5的建模243.1.5 其他零部件与装配体273.2 装配建模27第四章、解装配建模与序列生成354.1解装配建模354.1.1产品解装配需求信息分析354.1.2产品解装配信息的获取35解装配的方法-层次概率模糊认知图364.1.3解装配模型的建立384.2解装配序列产生384.3实例分析39参考文献42附43致 谢44第一章、绪论1.1 引言20世纪60年代以来，世界经济以前所未有的高速度持续发展，但同时也对地球环境和自然资源带来了前所未有的压力，并最终严重影响到人类自身的生存与发展。机电产品制造业是按照设计要求生产工业产品和生活消费品的主要产业。近年来，由于社会发展和物质产品的不断丰富，与此同时，企业为了增强竞争力，又不断地开发制造新产品，工业用品和生活消费品的寿命周期越来越短，废弃淘汰的速度不断加快，造成对能源、自然资源的巨大消耗。又因为传统的机电产品设计几乎没有考虑产品废弃后的合理处理，从而造成废旧产品对环境的巨大危害。以计算机为例，据美国环保署(EPA)估算，到2004年全美将有3亿多台计算机被废弃，大约850万t的含有铅、汞和福等有害元素的废物被运往填埋场。这一切使得机电产品制造业成为当前环境污染和生态破坏的主要源头之一，如何有效地处理这些产品是人类目前所面临的一个难题。而目前采用的先进设计技术、生产技术及企业管理技术的主要目的则放在降低成本，提高敏捷性、柔性及生产能力方面，很少涉及废弃淘汰产品的环境和资源问题。因此，如何使制造业尽可能少地产生废弃物并降低对环境的污染是当前研究的一个重要方面，也是21世纪的重要课题。为从根本上解决这些问题，机电产品的绿色制造应运而生。绿色制造是在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统地考虑产品开发制造及其活动对环境的影响，使产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小、资源利用率最高。机电产品的拆卸在其绿色制造系统中占有重要的地位。如何使达到生命周期的产品以较经济的方式实现部分零部件重用、材料循环，是绿色设计和制造的重要内容之一。拆卸回收作为支持可持续发展总体策略的新型生产模型，已经得到了世纪范围内的广泛认同。自从拆卸回收设计及制造思想被提出来以后，世界发达国家对此非常重视。陆续有国家制定并推行了一系列的法规和条例：如德国和美国政府规定，制造者必须负责处理他们的废弃产品；一些政府组织制订计划以引导环境友好产品的消费。所有这一切都极大地促进了许多大型生产企业加人到了产品的拆卸回收行列。从“设计到拆卸回收”的意识已在机电产品研究领域和制造业中得到了深人和加强。我国在机电产品的拆卸及回收方面的研究尚处于起步阶段，目前的产品回收只停留在简单的材料回收上，忽视了产品零部件深层次的重复利用。因此加强对拆卸回收的研究就显得非常重要。1.2 解装配的定义解装配是指从产品上系统地分离零件、组件、部件或其他零件集合体的方法，相当于我们现实中对完整设备的拆卸。解装配的总原则是，一方面获取最大的利润，另一方面是使零部件材料得到最大限度的利用，并使最终产生的废弃物数量为最小。在产品拆卸回收过程中，当某一点（该点称为经济回收的极限点）的回收价值已小于拆卸成本时，则表明此时的拆卸回收已开始进人负价值阶段。在这种情况下，产品的进一步拆卸与回收从经济效益的角度来讲已无利可图。因此，在废旧产品回收过程中必须遵循一定的原则，这些原则包括：l 若零件回收价值加上该零件不回收而进行其他处理所需的费用大于拆卸费用，则回收该零件。l 若零件的回收价值小于拆卸费用，而两者之差又小于该零件的处理费用，则回收该零件。l 若零件的回收价值小于拆卸费用，而两者之差又大于该零件的处理费用，则不回收该零件，除非为了获得剩余部分中其它更有价值的零件材料所必须进行的拆卸。l 对所有无法回收利用的零件材料都需要进行填埋或焚烧处理。产品的回收受到废物处理费用、操作条件、工作场地、环境温度等诸多因素的影响，故应对影响产品拆卸与回收价值的因素进行细致的分析。根据废旧产品回收效益与回收费用比较，确定产品回收的可行性；根据废旧产品的拆卸费用与处理费用之比，确定是否继续拆卸。1.2.1 解装配的种类机电产品的解装配通常有以下几种：将产品自顶向下拆到最底层，即对产品进行完全拆卸，最终得到的是一个个单独的零件。这种拆卸方式仅适用于理论研究，在实际中应用很少，因为对产品进行完全拆卸往往是不经济的。对产品进行部分拆卸。这种拆卸方式在实际拆卸中应用最为广泛。特定目标的拆卸。这种特定目标往往是可翻新重用、零部件材料的价值很高或对环境影响较大。1.3 解装配相关的历史与现状长期以来我们沿袭的生产模式是：生产流通消费废弃的开环过程，而绿色制造提倡闭环的生产模式，即在原来的生产模式中增加一个“回收”环节，厂家在产品的设计和制造过程中要充分考虑回收问题。作为“回收”环节的前提拆卸，有助于将产品中的可重用部件及材料进行回收，良好的拆卸性能，可以使产品中的有用部分得到充分的循环利用，提高资源能源的利用率，减小环境污染，最终获得良好的社会和经济效益。对绿色制造而言，解装配是一个重要的研究课题。目前，国内一些高等院校和研究院所在国家科委、国家自然科学基金会和有关部门的支持下对绿色制造技术进行了广泛的研究探索。机械科学研究院已完成了国家科委“九五”攻关项目清洁生产技术选择与数据库的建立、机械工业基金项目绿色设计技术发展趋势及对策研究。围绕机械工业中九个行业对绿色技术需求和绿色设计技术自身发展趋势进行了调研，在国内首次提出适合机械工业的绿色设计技术发展体系，同时还进行了车辆的拆卸和回收技术的研究。目前正在开展国家自然科学基金项目“环境绿色技术评价体系的研究”。以环境保护绿色技术评价体系为研究载体，将ETV评价技术导入机械制造业的绿色设计、绿色制造，建立制造业的绿色概念、描述方法和ETV评价体系。清华大学为创建绿色大学，已将绿色工程技术列为优先发展和支持项目，在美国“China Bridge”基金和国家自然科学基金会的支持下，已与美国“Texas Tech University”先进制造实验室建立了关于绿色设计技术研究的国际合作关系，对全生命周期建模等绿色设计理论和方法进行系统研究，取得一定进展。上海交通大学针对汽车开展可回收性绿色设计技术的研究，与Ford公司合作，研究中国轿车的回收工程问题；与内贸部中国物资再生利用华东分公司合作，撰写了“探讨中国汽车销售、维修、二手车交易及回收利用一条龙管理模式的可行性报告”；与法国柏林工业大学IWF研究所建立了合作关系，在废弃工业品回收方面展开了研究工作。合肥工业大学开展了机械产品可回收设计理论和关键技术及回收指标评价体系的研究。重庆大学承担了国家自然科学基金和国家863/CIMS主题资助的关于绿色制造技术的研究项目，主要研究可持续发展CIMS（SCIMS）的体系结构研究、清洁化生产系统和体系结构及实施策略、清洁化生产管理信息系统等。华中理工大学、浙江大学、北京航空航天大学等高院校也开展了绿色制造技术研究。国内已形成了一支从事绿色制造技术研究的专业队伍，为我国发展绿色制造技术奠定了基础。国外不少国家的政府部门已推出了以保护环境为主题的“绿色计划”。1991年日本推出了“绿色行业计划”，加拿大政府已开始实施环境保护“绿色计划”。美国、英国、德国也推出类似计划。目前，在一些发达国家，除政府采取一系列环境保护措施外，广大消费者已热衷于购买环境无害产品的绿色消费的新动向，促进了绿色制造的发展。产品的绿色标志制度相继建立，凡产品标有“绿色标志”图形的，表明该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合环境保护的要求，对生态环境无害或危害极少，并利于资源的再生和回收，这为企业打开销路、参与国际市场竞争提供了条件。国际经济专家分析认为，目前“绿色产品”比例大约为510%，再过10年，所有产品都将进入绿色设计家族，可回收、易拆卸，部件或整机可翻新和循环利用。也就是说，在未来10年内绿色产品有可能成为世界商品市场的主导产品。1.3.1 解装配的研究热点机电产品拆卸与回收性能分析：通常有两种方式，一种是在设计阶段，很少或不进行拆卸及回收分析，这必然导致产品在废弃后要进行末端处理，结果是拆卸及回收难度加大，并产生大量废弃物，既污染了环境又造成资源的浪费；另一种是对CAD设计的产品原型进行了拆卸回收分析(虚拟拆卸回收)，并将分析结果反馈给设计者进行设计方案的修改，使之更适合于拆卸与回收。这种分析可以减少产品在维护时的拆卸时间和拆卸费用，同时增加产品在生命周期末端的可回收性。显然，第二种方式更为优越，它可使设计者在没有造出真实产品的虚拟环境下，对结构的拆卸与回收性能进行必要修改和完善，并对设计方案进行评估，从而使产品的使用维护或生命周期结束时均具有良好的性能。影响机电产品有效地拆卸回收和利用的性能主要包括拆卸时间、拆卸能量消耗、拆卸对象的可达性、拆卸路径及拆卸与回收的经济性。1. 拆卸时间拆卸时间是完成拆卸操作所需的时间。拆卸时间越长，表明该结构的拆卸越困难，拆卸费用越高。将拆卸所有连接所消耗的时间相加便为拆卸时间，它包括基本拆卸时间和辅助时间两部分。基本拆卸时间是指松开连接件，将待拆零件和相关连接件分离及移走所花费的时间；辅助时间是指为完成拆卸所做的辅助工作所花费的时间，如抓取、定位、置放工具到正确位置以便松开连接的全部运动所需的时间；移动拆卸工具或人的手臂到拆卸部位的时间；更换拆卸工具的时间等。拆卸时间的确定必须来自于实际拆卸数据的搜集、整理与分析。2. 拆卸能量消耗产品的拆卸策略是多规则的，因为产品结构中不仅有机械连接紧固，也有化学连接(诸如粘结、焊接等)。通常化学连接为不可逆过程，难以像机构紧固那样对拆卸难度进行评估。连接方式不同，其拆卸所消耗的能源也将不同。拆卸能量消耗方式有人力消耗和动力消耗(如电能、热能等)两种。拆卸单元部件所消耗的能量大小就表明了该部件拆卸性能的优劣。能耗少，则该部分拆卸性能好。3. 拆卸的可达性拆卸过程中的可达性也是非常重要的，可达性包括：触觉可达。即待拆零件在视觉范围之内。实体可达。即身体某一部位或借助于工具能够接触到拆卸部位。足够的拆卸空间。手工拆卸时，拆卸空间要能使操作者方便地运用拆卸工具，并实现待拆零件分离；自动拆卸时，拆卸空间要能使拆卸装置方便地接近拆卸部位，并使待拆零件沿规定的拆卸方向分离。分离空间的大小与联接结构形式、拆卸部位的结构尺寸、拆卸方式、所用的拆卸工具、分离时的运动方向等因素有关。4. 拆卸路径当产品废弃淘汰时，对其实施拆卸，可以有很多条拆卸路径，在众多的拆卸路径中，有一条或少数几条对实现拆卸目标非常有利，既经济又安全可靠。目前已有多种方法被采用，其中AND/OR图法是应用较广的一种算法。AND/OR图中的节点代表产品或其组成的零部件，而连线则代表相连两节点之间的连接关系。最佳路径的获得可按以下思路进行：计算节点的回收价值。当某一节点的回收价值大于从该节点进一步拆卸的最大价值时，则拆卸停止，回收价值最大的路径则为最佳路径。根据拆卸目标及各连线的状态，赋予各条边一定的优先权值，然后将这些优先权值相加，权值总和最大的一条路径即为最佳路径。在第种方法中，权值的确定必须依据一定的规则，这些规则是最佳拆卸路径确定的核心。5. 拆卸及回收的经济性在废旧产品回收的整个过程中，每个步骤都与经济性有关，回收步骤及其相关的经济性如图2所示。拆卸经济性分析即拆卸费用的计算，它可用下述公式表示：总回收费用=拆卸费用+破碎成本+材料再生费用+倾倒费用其中，劳动力成本是拆卸操作的总时间乘以单位时间的劳动力成本；破碎成本为即将被破碎的废弃产品重量乘以单位重量的破碎费用；某种类型材料的重量乘以该种材料单位重量的再生费用，即为废弃产品中该种材料的再生费用。将所有被回收的材料再生费用相加便为材料再生费用；倾倒费用为准备倾倒的废弃物总重量乘以单位重量固体废物的倾倒成本。拆卸回收过程的总收益可由下式表示：总回收收益=旧的零部件收益+回收材料收益+节约能源收益+减少排放收益废旧零部件收益为回收重用的各种零部件价值之和；回收材料收益为各种类型的回收材料价值之和；若材料是从资源中提炼获得，则要消耗大量的能源，而将废弃产品中的这些材料加以回收后，则这些在材料提炼中被消耗的能源就节约了，节约能源收益指的就是这些能源；当废弃产品中的可重用的零部件及可回收的材料被有效回收以后，则即将被废弃的废物总量便减少了，同时同样重量的回收材料若从自然资源中提炼所产生的废物排放也没有了，从而减少了排放成本，减少排放收益指的就是因减少了排放所节约的成本。对回收经济性进行分析应根据产品类型、生产方式、材料种类等，搜集整理各有关数据资料并参考现行的成本预算方法，并在实践中不断摸索，以建立拆卸与回收性经济评估数学模型。目前所采用的参数通常为回收的费用收益比和净收益两种，其表达式为：费用收益比=总回收收益/总回收费用净收益=总回收收益-总回收费用1.4 解装配约束的定义1.4.1 约束的定义对所物体的位置和运动起限制作用的其他物体，称为约束。与之相反的另一个概念是自由度，它是物体具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目。它们之间存在关系式：约束+自由度=6约束和自由度常以运动副的形式表现出来。运动副存在高副和低副之分，高副表现出较多的自由度，对物体的约束较少；低副表现出较少的自由度，对物体的约束更多。1.5 本课题研究的意义工业技术进步和人类生活水平的提高导致了资源能源的过量消耗和大量废弃物的产生，既影响了人类的生存环境，又影响了经济、社会的持续健康发展，而解决废弃物所带来的这些不利影响只有通过科学技术进一步发展来实现。从工业生态学的意义上讲，地球上并没有垃圾，只有放错了位置的资源。因此，废旧产品的拆卸回收对机电产品制造业的可持续发展具有重要的现实意义。对解装配相关内容进行研究，能改善机电产品的拆卸与回收性能，符合我国的国情，也有利于提高机电产品的研制和开发能力，还能提升机电产品的技术含量，增强我国产品的国际竞争力。第二章、装配的约束分析第二章、装配的约束分析2.1三维软件SolidWorks装配约束在SolidWorks软件中，零件建模完成后，用户可以使用完成的零件建立装配体，就好像工厂的装配车间里将一个个零件组装成产品，这种方法称为自底向上的装配体设计；同样，用户也可以直接在装配体环境中建立新零件、建立或修改零件的特征，这种方法称为自顶向下的装配体设计。一个零件在装配体模型空间中，应采用合理的配合关系确定其与其他零件的位置关系。配合关系限制了零件在装配体中的自由度。因此，零件在装配体中是否可以运动以及如何运动，完全取决于零件在装配体中的约束情况。第一章、绪论2.1.1 SolidWorks软件介绍SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3D CAD系统相比，与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks，越来越多的企业雇佣SolidWorks人才。据统计，全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWorks列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用SolidWorks进行教学。用户界面：l 只有SolidWorks才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。l 崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。l 用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器。l 特征模板为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模板上调用标准的零件和特征，并与同事共享。l SolidWorks提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维设计转向三维实体设计。配置管理：配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一部分，它涉及到零件设计、装配设计和工程图。配置管理使得你能够在一个CAD文档中，通过对不同参数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。协同工作：l SolidWorks提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。l 通过eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一种极度压缩的、可通过电子邮件发送的、自行解压和浏览的特殊文件。l 通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是SolidWorks提供的一种服务，你可以在任何时间、任何地点，快速地查看产品结构。l SolidWorks支持Web目录，使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中，就像存本地硬盘一样方便。l 用3D Meeting通过互联网实时地协同工作。3D Meeting是基于微软 NetMeeting的技术而开发的专门为SolidWorks设计人员提供的协同工作环境。装配设计：l 在SolidWorks中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks的性能得到极大的提高。l SolidWorks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。l 用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。l 镜像部件是SolidWorks技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。l SolidWorks用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。工程图：l SolidWorks提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。l 从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。l 增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。l 使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。l 用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。SolidWorks软件功能强大，组件繁多。SolidWorks功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点，使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks来做设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用SolidWorks，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。2.1.2 SolidWorks软件中的装配设计及本课题装配设计的思路装配体是2个或多个零件（也称为零部件）的组合。装配体是将各种零件模型插入到SolidWorks装配体文件中，利用零部件之间几何关系的配合即约束关系，来限制各个零件的相对位置，使其构成某一机械或机器的部件，甚至装配成一台完整的机械或机器。由于这种所谓的“装配”，不是在装配车间的真实环境下完成的，因此也称为虚拟装配。装配体文件是由多个零件和部件组成了一类新文件，在SolidWorks文件中，装配体文件的后缀名为“sldasm”。三维设计中建立装配体文件，是虚拟样机的基础。在SolidWorks中，装配体设计技术有自下而上和自上而下设计2种方法。可采用1种方法或2种方法结合使用，灵活应用。自下而上设计法是比较传统的方法。采用该方法，各个零件先在零件文件中设计完成，再插入到装配体中，根据设计要求组装配合零件。该方法的优点是零部件是独立设计的，相互关系及重建行为更为简单，并可专注于单个零件的设计工作。缺点是零件间的尺寸配合无关联性，有时需要依靠方程式建立零件间的配合尺寸，比较麻烦。自上而下设计法是从装配体中开始设计工作，采用该方法，直接在装配体文件内建立各零件，这是2种设计方法的不同之处。用户可以使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件。该方法的优点是在构建零件时可互相参考外形，省去部分草图绘制及使用配合条件的设置麻烦。缺点是在装配体中所建立的各个零件都是完全配合限制的。应用SolidWorks软件进行装配体设计的思路是：首先应把握装配体的主体结构，即对应的主体零件，先插入或先生成主体零件，再插入或生成其他零件，并依据其间的配合关系装配各个零件，最后完成装配体设计。装配体设计工作基本上都可以在装配体工具栏里完成，如图1所示。图1 装配体工具栏应用SolidWorks进行机械装配体设计的步骤为：1. 新建一个装配体文件：【文件】【新建】【装配体】；2. 插入零件。【插入】【零组件】【来自文件】；3. 组装配合。主要采用2种方法：将各零件建立配合关系(标准配合：重合、同轴心、平行、垂直、相切、距离、角度；高级配合：凸轮推杆配合、齿轮配合、限制配合、对称配合)；采用智慧组装(Smart-Mates)：拖动方式；选取方式。4. 重复2和3步，直至完成全部零件的装配。5. 保存装配体文件，完成装配体设计。本课题装配体设计的思路可以参考以上操作，它主要完成的是解装配这一逆过程。只需从下往上将根据上述步骤反过来操作一次即可。第二章、减速器分析华南理工大学广州学院本科毕业（论文）说明书第三章、半自动打包机的建模与序列生成3.1 半自动打包机建模3.1.1 机座建模1、双击打开SolidWorks2012，单击，选择，确定。选择任意基准面进行草图绘制，这里选择上视基准面。2、选择进行图形绘制，尺寸定位。选择进行拉伸，得到底板（图3-1-1-1）。图3-1-1-1再进行一次拉伸，得到下面的模型（图3-1-1-2）。图3-1-1-2第三章、减速器的建模与仿真3、再作一次拉伸切除，得到下图图3-1-1-3去掉侧面的圆形区域，得到下图图3-1-1-44、加入螺栓孔，如下图3-1-1-5第三章、减速器的建模与仿真5、经过一系列拉伸、切除、倒角，最终得到机架的成型图图3-1-1-7华南理工大学广州学院本科毕业（论文）说明书3.1.2 C211239701ZA-4建模1、绘图，拉伸（图3-1-2-1）。图3-1-2-12、绘图，拉伸切除（图3-1-2-2）。图3-1-2-23、螺纹孔的绘制（图3-1-2-3）。图3-1-2-3华南理工大学广州学院本科毕业（论文）说明书3.1.3 C401009530Z-7建模1、在右视基准面开始作图，进行拉伸得到以下图形图3-1-3-12、旋转拉伸得到如下图形图3-1-3-2华南理工大学广州学院本科毕业（论文）说明书3、在进行一次旋转拉伸和旋转切除得到如下图形华南理工大学广州学院本科毕业（论文）说明书图3-1-3-34、打直径孔和倒角得到如下所示图形图3-1-3-4第三章、减速器的建模与仿真3.1.4 C402009520-5的建模1、类似阶梯轴的绘制，连续拉伸10次，得到如图所示图形：图3-1-3-5a2、在进行两次拉伸切除和倒角得到如图所示图形图3.1.5b3.1.5 C402009520-5的建模1绘制草图，拉伸得到如下图所示：图3.1.63.1.6 C402009520-5的建模1、在前视基准面绘制草图，旋转基体得到如下图所示：图3.1.72、添加如图所示基准面进行一次拉伸和拉伸切除得：图3.1.83、再次添加基准平面绘制草图拉伸得：图3.1.94、绘制导轨槽，做草图进行3次拉伸切除得：图3.2.05、剩余零部件的绘制，在进行倒角，最终得到如图所示的图形：图3.2.13.1.5 其他零部件与装配体1、垫片、螺钉等皆为国标模型，在solidworks自带的设计库能自动生成。启动方式：启动solidworks-设计库toolbox2、其它剩余的零件为简单模型，故在此不在做具体的说明 。华南理工大学广州学院本科毕业（论文）说明书3.2 装配建模1、 选项中选择“装配体”选项，单击进入界面。选择“插入零部件”选项中的“插入新零件”，插入以下零部件：表3-1 装配体零件列表名称数量机座1C401009530Z-61C509007630Z-62C402009520-61垫片11C503004570Z-61C211239701ZF-61C503002770Z-62C402010960Z-61C211239701ZA-61C211239701ZB-71C520002350Z-78C211239701ZC-71C402010980Z-71螺钉5C402010990Z-712、首先创建小装配体1，为以后的总装配更为方便 1，首先插入C401009530Z-7默认为固定 2，插入C509007630Z-7，配合方式为：同心+重合+重合图3.2.2a 图3.2.2b 图3.2.2c3、在插入C402009520-7同样利用三个配合：同心+重合+重合 得到：图3.2.2d4、在分别插入C509007630Z_1-7、C503004490Z-7、C503004570Z-7、C211239701ZF-7、C503002770Z-7，用同样的方法使其达到固定配合得到如图所示小装配体：图3.2.2e5、首先创建小装配体21，首先插入C211239701ZB默认为固定2，插入C402010980Z，配合方式为：平行+同心+重合图3.2.3a图3.2.3b图3.2.3c3，最后利用同轴+对齐，将标准件螺钉装入孔内，得到小装配体2图3.2.3d6创建小装配体31，首先插入C402010960Z默认为固定2，插入C402010990Z，配合方式为：宽度+距离+重合图3.2.4a图3.2.4b图3.2.4c3.再利用同轴+重合插入零件C403009590Z，C515000090Z，得到下图图3.2.4d4插入小装配体2 1，首先利用高级配合中的宽度配合，如图所示图3.2.5a 图3.2.5b2,在选择两次距离最后得到如图所示图形：图3.2.5c 3、在插入钢球，让它与两端弧面相切即可得到，连续插入8个得到如下所示图形：图3.2.5d5、半打包机的总装配 1、首先插入机身，第一个solidworks默认为固定。 2、插入小装配体1，利用两个同心和一个面重合得到如图所示：图3.2.7a 3、插入小装配体3，利用一个同心和两个面重合得到：图3.2.7b4、在插入其他小部件得到最终的模型如图所示：图3.2.7c第四章、解装配建模与序列生成4.1解装配建模4.1.1产品解装配需求信息分析随着人们生活水平的提高，产品淘汰废弃速度越来越快，一方面造成资源的过度消耗，另一方面又造成严重的环境污染。为了改善这种状况，实现可持续发展，各国制订了相关的法律法规，约束企业不仅要生产新产品，而且还要回收其生产的废旧产品。拆卸是回收的基础，是实现产品有效回收的前提。根据回收目的的不同，拆卸分为全拆卸和部分拆卸。全拆卸是部分拆卸研究的基础，而且可以使产品产生更高的回收价值，所以主要讨论全拆卸中拆卸序列的有关问题。4.1.2产品解装配信息的获取根据回收决策,需要采取重用,材料回收,再制造等策略,来确定要拆卸的零部件;或者在维修时,确定要维修的零部件,对产品进行目标拆卸,这就有必要对目标拆卸序列进行研究,以经济快速地拆卸掉目标零部件。需要拆卸的目标零部件一般有以下几类:(1)含对环境有危害的零部件。包括零部件含有有毒有害材料,有废液流出等会造成对相关人员和环境的危害。(2)很有价值的零部件。指包含贵重金属的零部件。(3)可以重复利用的零部件。根据零部件的使用时间和使用寿命,确定其还可以在不需要再加工或维修的情况下,可以在相同产品中或其它不同产品中继续使用。(4)可以经过再制造使用的零部件。在产品报废时,有些重要的零部件因磨损、腐蚀等原因造成局部失效,可以以现代化的生产方式,采用高新表面工程技术及其他加工技术,使零件恢复尺寸、形状和性能,这样在经过再制造后,零部件又可以正常使用了。(5)进行一般材料回收的零部件。根据零部件之间材料的相容性,对零部件进行材料级别的回收。(6)需要维修或维护的零部件。维修或维护人员根据经验或产品的说明书,确定需要维修或维护的零部件。解装配的方法-层次概率模糊认知图因果关系的表示与推理是人工智能中非常重要的研究领域。认知图(Cognitive map) 51是表达和处理系统中概念间因果关系的图模型。KOSKO(1966)在认知图中的概念间因果关系中引入模糊测度，提出模糊认知图模型(Fuzzy cognitive map, FCM),用于概念间模糊因果关系的表达与推理61。模糊逻辑能携带更多的信息，因此F CM表达和推理能力更强，是目前认知图研究的主流。Kosk。的模糊认知图数学模型可表示为: 式中 Ci，Cj概念节点，可为系统的事件、目标、感情以及趋势等 VCi，VCj原因与结果概念节点的状态值Wij概念节点Ci对G,的因果联系强度f节点阈值函数两个节点的FCM可以用图1表示。WijCiCj图1模糊认知图中两个节点的关系已有的各种认知图模型17-97都不能表达概念间模糊测度对节点状态值的依赖关系及因果联系的时空特性，即不能表达概率关系。要在模糊认知图中引入概率关系，首先要解决认知图反馈环中概念间概率的依赖关系。Eugene Santos Jr等证明了若在环中加入时间的方向性，则环中各节点就不会出现相互依赖关系I0ao Stylios(1994)在Kosko的模糊认知图模型中引入时间变量，为在模糊认知图中引入概率关系建立层次概率模糊认知图奠定了理论基础。本文则在继承模糊认知图模型优点的前提下，自然扩展了认知图模型的表达和推理能力，并首次在概念间的因果关系中引入分层概念，提出了层次概率模糊认知图模型(Hierarchical probabilisticfuzzy cognitive map, HPFCM)，其数学模型为式中 第k层第j个节点的状态值 sHPFCM的层数 E与有因果关系的集合 fk每一层层次概率模糊认知图中节点的闽值函数，可以是二值集合、S型函数、模糊集合或概率函数 表示呈频率稳定的客观概率，也可表示专家对某一事物主观的确信程度，即专家对某一知识的信念度 上一状态值对下一时间状态值的影响因子 概念Ckl在时间t-1的状态值该模型不仅能表示概念间的定性及模糊因果关系，而且可以表示概念间的空间条件概率因果关系和动态变化特性以及概念间的层次因果关系，所以它可以表示机械零件间的空间条件概率因果关系如拆卸顺序、拆卸稳定性以及零部件之间的层次因果等关系。两个空间节点的层次概率模糊认知图可以用图2表示。WijCiCj图2层次概率模糊认知图中两个节点的关系在每层HPFCM中，若满足则式(2)可以退化为具有布尔性质的二值0, 1)逻辑层次概率模糊认知图，可表示为 在HPFCM中十P(W,I气(t), VC.()，)表示Cki引起Ckj正方向变化的程度;表示Cki的变化引起Ckj反方向变化的程度;若则表示节点Cki与Ckj不存在因果关系。节点Cki在机械产品拆卸和装配中可以是子装配体，也可以是零件，对于图4可用来简单地表示，从而使模糊认知图能处理概念节点间的概率关系，概念间的空间因果关系以及层次因果关系，这样我们就自然扩展了模糊认知图。层次概率模糊认知图可以应用到各个领域如机械产品的拆卸与装配、经济、故障分析、Multi-Agent系统、电路分析、数据处理、电子数据交换、地理信息系统、工业控制及虚拟现实等。P(WVl VC; (t), VCS (t),存在因果关系。4.1.3解装配模型的建立根据装配图进行拆卸分析时借助专家知识有利于提高分析决策的速度和质量。零部件的拆卸状态只有未拆和已拆两种，即1和0，具有布尔性质，而且当某个或某几个零部件拆卸后，其拆卸状态就从1变为0，具有动态特性，所以可以用层次概率模糊认知图的方法来研究。层次概率模糊认知图中用“”表示两个节点之间的拆卸关系，箭头左边的节点对右边的节点拆卸有利。用层次概率模糊认知图来表达专家知识，建立产品拆卸模型，可以解决其他方法较难解决的当产品零部件数目过多或配合关系复杂时拆卸模型表达，拆卸稳定性判断等问题，提高了拆卸决策质量。专家根据产品装配图建立层次概率模糊认知图的过程如下。 (1)可以由专家对产品进行总体分析，把产品划分成多个子装配体，给出各子装配体之间的空间因果关系，形成第一层层次概率模糊认知图。若产品结构很复杂，还可以对复杂的子装配体进行分析，得出下一层层次概率模糊认知图，从而可以给出产品的多层层次概率模糊认知图。层次概率模糊认知图可以较好地解决零部件数目过多或配合关系复杂时拆卸模型表达问题。 (2)另一方面，对于子装配体中有直接关系的某两个零件，种类的不同，其相应的拆卸关系也不同，而且遵循一定的规律，拆卸时也会辅以相关的夹具等工具，但一般不会同时使用多个工具。同时在建立层次概率模糊认知图时，可以参考用VC+ 6.0二次开发三维软件SolidWorks从产品三维模型中提取的零件间的配合信息，以提高决策的正确性4.2解装配序列产生专家对产品整体结构和局部某两个或几个零部件之间的拆卸关系很有经验，但对产品特别是复杂产品详细的拆卸序列不清晰，所以借助层次概率模糊认知图来产生产品的拆卸序列。拆卸是非线性的，经过层次概率模糊认知图方法处理的结果是不动点或极限环。不动点是非线性函数收敛为一个静态的平衡点，极限环是指非线性函数的收敛是一个周期性的行为。在全拆卸中随着拆卸的进行零部件被拆除，节点状态值变为0，最后拆卸结束时，所有节点状态值均为0，所以结果是不动点。 对每一个子装配体的层次概率模糊认知图可以通过计算得出零部件的拆卸顺序(具体的计算过程见实例)，然后根据多层层次概率模糊认知图之间的拆卸关系，推出整个产品的拆卸序列。 使用层次概率模糊认知图方法产生产品的拆卸序列，具有较好的鲁棒性。专家可以对没有直接拆卸关系但有间接关系的两个零件之间加入拆卸关系，对拆卸序列的结果没有影响。在SolidWorks中增加了一个回收应用模块，它由网络图的建立、信息查询、专家信息输入、层次概率模糊认知图的建立、拆卸序列生成和拆卸动态演示等几个子模块组成，从而实现了专家知识的输入及对拆卸序列的分析。同时，可以通过输入模块输入零件的类型，拆卸所需的工具、时间、成本等相关的信息，有利于拆卸序列的优化等后续研究。4.3实例分析用半自动打包机装配体A来说明HPFCM在拆卸中的应用。根据产品装配图，参考从SolidWorks三维模型中提取的零件间的配合等信息，对半动打包机的拆卸建立一层概率模糊认知图，对拆卸过程中的稳定性建立一层概率模糊认知图，将这两层概率模型认知图合并形成第一层层次概率模糊认知图。图？为A的拆卸模型，各节点C1C9(螺钉1和压板，小装配1，滚珠，小装配体2，连杆，螺栓销钉，小装配体3，机身)图1 A的层次概率模糊认知图图1的HPFCM邻接矩阵E(0)为设概念节点Cki状态值为1的条件下在概念节点Ci状态值为0的条件下则可以分别用Ci、Cki表示、及经过阈值调整过后的各概念节点状态，此例中，层数k=1。Vk(t+1)= Vk(t)Ek(t)，Vk(t+1)=f(Vk(t+1),t=0,1,2,，n。A初始状态为所有零部件都没有拆卸，故初始状态为V(0)= VC1(0),，VC9(0)=, Ek(t)初始值为E(0)，当某几个或几个零件拆卸后，E(0)中相对应的行的值全变为0，E(0)转化为Ek(1)，节点的阈值函数为： Ci全为0时，拆卸结束。半自动打包机组件的拆卸序列计算过程见表。表中，C1和C2拆卸顺序可以是同时拆卸或一先一后拆卸，C8和C9也是一样。这样就可以得到A的拆卸序列，其中一条拆卸序列S是C1,C2,C3,C4.C5, C8, C9,C7,C6。假设又是一个子装配体，那么就形成第二层层次概率模糊认知图，此层的拆卸序列计算方法和第一层一样，最后综合即为整个产品的拆卸序列。表 半自动打包机组件A拆卸过程各概念节点状态Ck1Ck1Ck1Ck1Ck1Ck1Ck1Ck1Ck1C1C2C3