虚拟环境下线束装配顺序规划

居露，闫静，洪伟，张超

(南京航空航天大学 机电学院， 江苏 南京210016)

    为了提高复杂机电产品的装配效率和装配质量，提出了利用线束装配工艺信息推导线束所属装配空间等级的方法,即建立线束装配空间优先矩阵，随机生成一些装配顺序作为初始种群，从线束所属装配空间等级、最大直径、最大长度和分支数角度建立具有一定工程意义的适应度函数，利用改进的遗传算法进行装配顺序规划，确定最优装配顺序，并输出相关信息。

    装配顺序规划是装配工艺设计的主要部分，线束则在复杂机电产品中扮演着神经网络的重要作用，因此合理的线束装配顺序不仅能缩短整个产品的装配周期，而且能提高产品的装配质量。HIDEO［1］创新性地运用虚拟现实和遗传算法，首次提出通过人机交互规划和进化算法相结合进行装配顺序规划。Yuan［2］在虚拟装配中引入了仿生智能算法，首先在人机交互阶段得到一些初始装配顺序，然后用仿生神经网络进行装配顺序规划和评价。刘检华［3］研究了基于虚拟环境下的产品装配工艺规划问题，提出了装配模型、装配顺序规划和装配路径规划等工艺信息描述的方法。周开俊［4］针对传统装配顺序规划中很少考虑子装配体稳定性问题，提出了一个更具工程意义的目标函数来完成装配顺序的评价。夏平均［5］在具有约束信息的虚拟环境中通过人机交互式拆卸，初步确立了零件间的优先约束关系，然后以此为依据进行装配顺序规划。张丹［6］综合运用粒子群算法和遗传算法，提出了一种装配顺序优化方案。但目前装配顺序的研究主要集中在刚性零部件上，对线束这类柔性体研究甚少。现阶段线束与刚性零部件的装配一般是分开实现的，以降低交叉装配的难度，防止因线束过早安装造成的后续装配混乱，所以，一般是先完成刚性零部件的安装，最后完成线束的安装。

1线束装配顺序规划

    线束装配工艺信息主要包括与线束有关联的电气连接器（如插头）、固定机械零件（如卡箍）的位姿、分支数、最大直径、最大长度等。

1.1线束所属装配空间等级系数的判定

    线束装配空间（设为A）是指线束敷设时已完成装配部分构成空间几何特征的集合，可以根据一定的规则将其划分为m个部分，记为Ai(i∈［1，m］)，i表示当前装配空间的等级系数。其关系满足：

∑m/i=1Ai=A     (1)

    考虑到编程的简便性和数据的有效性，将线束装配空间Ai(i∈［1，m］)用其AABB包围盒表示，记为Bi(i∈［1，m］)。线束敷设路径由若干固定机械零件与电气连接器构成，线束在复杂机电产品中进行敷设后所占据的几何空间Ai(i∈［1，m］)的......

作者简介：居露(1990—)，男，江苏扬州人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为制造业信息化。
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