機械產品裝配模型中的零件的可拆卸方向自動判斷方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種針對機械產品裝配模型的零件的可拆卸方向自動判斷方法，本發明屬于CAD和機械產品虛擬拆卸與裝配仿真領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著CAD技術、計算機技術和仿真技術的發展，許多機械設計、制造與生產企業對數字化設計、產品虛擬裝配與拆卸過程展示、基于數字化仿真技術的裝配序列規劃、機械產品數字化評審等技術越來越重視。這些技術的應用，將極大地有利于企業提高產品質量，縮短產品的設計、研發和制造周期，降低生產成本。所以，應用這些技術，應用或開發產品的虛擬拆裝與展示系統、產品虛擬裝配序列規劃系統或數字化評審系統等產品數字化系統成為當前許多企業的迫切需求。在這些系統的開發過程中，針對產品數字化裝配模型的零件的可拆卸性與可拆卸方向的判斷方法是重要的技術之一，它可以為用戶的拆裝過程或裝配序列規劃提供方便、有效的導航功能，從而提高應用系統的智能性。
[0003]但是，由于機械產品，特別是大型機械產品具有零件眾多、結構復雜的特性，實現產品數字化裝配模型的零件的可拆卸性與可拆卸方向的自動化判斷一直是一件非常困難的工作。目前的許多商業化軟件不支持零件的可拆卸性與可拆卸方向的自動化判斷，或僅提供了半自動化判斷功能。
【發明內容】
[0004]為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種機械產品裝配模型中的零件的可拆卸方向的自動判斷方法，能夠提高現有的產品虛擬裝配與展示、產品虛擬裝配序列規劃系統等相關軟件的智能性。
[0005]為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案:
一種機械產品裝配模型中的零件的可拆卸方向自動判斷方法，其特征在于，對于待拆卸的裝配模型中的任意一個零件A，根據零件間的約束關系，包括如下步驟:
步驟一:如果零件A存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系，則零件A不可被拆卸，判斷結束；
步驟二:如果零件A既不存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系，也不存在相對于裝配模型中其他零件的被動約束關系，則以裝配坐標系的3個坐標軸的6個軸向建立零件A的候選可拆卸方向集S，轉步驟四；
步驟三:如果零件A不存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系，但存在相對于裝配模型中其他零件的被動約束關系，則根據每個被動約束關系的類型計算零件A的可拆卸方向，并建立零件A的候選可拆卸方向集S ;
步驟四:對于零件A的可拆卸方向候選集S中的每個候選可拆卸方向D，對零件A沿候選可拆卸方向D做碰撞檢測，如果零件A與裝配模型中的其他零件發生碰撞，則從可拆卸方向候選集S中刪除候選可拆卸方向D。重復該步驟，直至可拆卸方向候選集S中所有候選可拆卸方向全部完成了碰撞檢測，此時可拆卸方向候選集S中剩余的方向即為零件A的可拆卸方向集，判斷結束。
[0006]前述的步驟三中根據每個被動約束關系的類型計算零件A的可拆卸方向的方法如下:
步驟S1:若被動約束關系的類型為“匹配”或“偏移匹配”，則以零件A上的匹配平面的法向的反方向作為零件的可拆卸方向，并把該拆卸方向插入到候選可拆卸方向集S中；步驟S2:若被動約束關系的類型為“對齊”或“偏移對齊”，則以零件A上的對齊平面的法向作為零件的可拆卸方向，并把該拆卸方向插入到候選可拆卸方向集S中；
步驟S3:若被動約束關系的類型為“共軸”，則以零件A上的對應于該約束的軸的兩個互為相反的方向作為零件的可拆卸方向，并把這2個拆卸方向插入到候選可拆卸方向集S中；
步驟S4:若被動約束關系的類型為“坐標系對齊”或“自動”，則以裝配坐標系的3個坐標軸的6個軸向作為零件的可拆卸方向，并把這6個拆卸方向插入到候選可拆卸方向集S中；
步驟S5:若被動約束關系的類型為“相切”，則以零件A上的對應相切面的法向的反方向，或以裝配體中對應相切面的法向作為零件的可拆卸方向，并把該拆卸方向插入到候選可拆卸方向集S中；
步驟S6:對于可拆卸方向候選集S中相同的可拆卸方向進行合并，以消除冗余的可拆卸方向。
[0007]本發明的有益之處在于:本發明的機械產品裝配模型中的零件的可拆卸方向自動判斷方法，根據裝配模型中零件間的裝配約束關系實現零件的可拆卸性和可拆卸候選方向的判斷，并結合碰撞檢測技術最終確定零件的可拆卸方向集，在具體應用中具有便于實現、簡潔高效的特點。本發明可以應用于機械產品虛擬拆卸仿真、機械產品裝配或拆卸序列規劃等軟件系統中。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明機械產品裝配模型中的零件的可拆卸方向自動判斷方法步驟流程圖；
圖2是本發明以機械產品裝配模型的拆卸序列規劃為例的實施步驟圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。
[0010]參照圖1所示，本發明提供一種機械產品裝配模型中的零件的可拆卸方向自動判斷方法，包括如下步驟:
步驟一:如果零件A存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系，則零件A不可被拆卸，判斷結束；
步驟二:如果零件A既不存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系，也不存在相對于裝配模型中其他零件的被動約束關系，則以裝配坐標系的3個坐標軸的6個軸向建立零件A的候選可拆卸方向集S，轉步驟四； 步驟三:如果零件A不存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系，但存在相對于裝配模型中其他零件的被動約束關系，則根據每個被動約束關系的類型計算零件A的可拆卸方向，并建立零件A的候選可拆卸方向集S ;
步驟四:對于零件A的可拆卸方向候選集S中的每個候選可拆卸方向D，對零件A沿候選可拆卸方向D做碰撞檢測，如果零件A與裝配模型中的其他零件發生碰撞，則從可拆卸方向候選集S中刪除候選可拆卸方向D。重復該步驟，直至可拆卸方向候選集S中所有候選可拆卸方向全部完成了碰撞檢測，此時可拆卸方向候選集S中剩余的方向即為零件A的可拆卸方向集，判斷結束。
[0011]這里的零件A存在對裝配模型中其他零件的主動約束關系是指:裝配模型中存在其他零件引用了零件A上的一個或多個幾何元素，導致零件A的存在是裝配模型中所有這些引用了零件A的幾何元素的零件所存在的基礎。
[0012]這里的零件A存在相對于裝配模型中其他零件的被動約束關系是指:零件A引用了裝配模型中其他零件上的一個或多個幾何元素，導致裝配模型中所有這些被零件A引用了幾何元素的零件是零件A所存在的基礎。
[0013]前述的步驟三中根據每個被動約束關系的類型計算零件A的可拆