一种基于Catia的零件自动装配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及零件装配设计领域，具体涉及一种基于Catia的零件自动装配方法。
【背景技术】
[0002] 在用Catia进行装配设计时，需要利用移动、对齐等命令完成各个零件的空间装 配。特别是当装配图中存在大量零部件时，手动将各零部件摆放到位是一件既费时又费力 的工作。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种基于Catia的零件自动装配方法，以解决目前的零件装 配费时费力的问题。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] -种基于Catia的零件自动装配方法，零件包括多个，每个零件具有的位置坐标 系，包括：
[0006] 步骤一、确定各零件的装配特征，装配特征包括例如孔跟轴装配、面面贴合装配或 者槽和凸起装配等；
[0007] 步骤二、根据所述装配特征建立各零件的特征坐标系；
[0008] 步骤三、根据所述特征坐标系计算各零件之间的变换矩阵；
[0009] 步骤四、对其中待移动的零件的位置坐标系用所述变换矩阵进行变换，得到装配 后的位置坐标；
[0010] 步骤五、将所述装配后的位置坐标赋予所述待移动的零件，实现多个所述零件之 间的装配。
[0011] 可选地，在所述步骤二中，是通过如下齐次坐标矩阵来表示坐标系：
[0013] 其中，上三行分别为X、Y、Z轴的向量坐标，最后一行为原点坐标。
[0014] 可选地，在所述步骤三中，是通过4X4的矩阵来表示变换关系。
[0015] 本发明的有益效果：
[0016] 本发明的基于Catia的零件自动装配方法，首先根据各零件的特征坐标系计算各 零件之间的变换矩阵，对其中待移动的零件的变换矩阵进行变换，得到装配后的位置坐标， 再将位置坐标赋予待移动的零件，从而能够快速、有效地完成多个零件之间的自动装配，节 约时间和人力成本。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明任意两个零件装配原理示意图；
[0018] 图2是本发明一个实施例的管路零件与螺栓零件第一装配过程示意图；
[0019] 图3是本发明一个实施例的管路零件与螺栓零件第二装配过程示意图；
[0020] 图4是本发明一个实施例的管路零件与螺栓零件装配完成后的示意图。
【具体实施方式】
[0021] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
[0022] 如图1所示，本发明提供的一种基于Catia的零件自动装配方法，所述零件包括多 个，每个所述零件具有的位置坐标系；零件自动装配方法具体包括如下步骤：
[0023] 步骤一、确定各零件的装配特征，装配特征包括例如孔跟轴装配、面面贴合装配或 者槽和凸起装配等。零件可以包括多个，如图1所示，包括第一零件1和第二零件2 ;其中， 第一零件1与第二零件2为槽和凸起装配，且槽和凸起之间又为面面贴合装配。
[0024] 步骤二、根据装配特征建立各零件的特征坐标系。进一步，本实施例中是通过如下 齐次坐标矩阵来表示坐标系：
[0026] 其中，上三行分别为X、Y、Z轴的向量坐标，最后一行为原点坐标；可以用CA和CB 分别代表第一零件1上的装配特征坐标系3与第二零件2上的装配特征坐标系4。
[0027] 步骤三、根据特征坐标系计算各零件之间的变换矩阵。本实施例中，是通过4X4 的矩阵来表示变换关系，CB到CA的变换可以通过齐次坐标矩阵TB-A表示，即Tb AX Cb = ca，则。―j 8.1?.。
[0028] 步骤四、对其中待移动的零件的位置坐标系用变换矩阵进行变换，得到装配后的 位置坐标。第二零件2装配后的零件位置坐标C'PB可以用下式计算出：C'PB= T B AXCPB。
[0029] 步骤五、将装配后的位置坐标赋予待移动的零件，实现多个零件之间的装配。如图 1所示，需要将第二零件2装配至第一零件1的相应位置。即零件B的位置设置为C' PB，就 实现了零件B的自动装配。装配完成后，第一零件1上的装配特征坐标系3与第二零件2 上的装配特征坐标系4重合。
[0030] 本发明的基于Catia的零件自动装配方法，首先根据各零件的特征坐标系计算各 零件之间的变换矩阵，对其中待移动的零件的变换矩阵进行变换，得到装配后的位置坐标， 再将位置坐标赋予待移动的零件（第二零件2的位置坐标系5)，从而能够快速、有效地完成 多个零件之间的自动装配，节约时间和人力成本。
[0031] 如图2至图4所示，以一段管路装配的示例进行进一步说明。
[0032] 首先，程序根据螺栓零件7的装配特征和管路零件6的装配特征，建立零件的装配 特征坐标系（如图3所示）。
[0033] 通过计算，得到从螺栓装配特征坐标系8到管路零件装配特征坐标系9的变换坐 标。
[0034] 再对螺栓零件7的原位置坐标系与该变换坐标相乘，得到装配位置。
[0035] 程序将螺栓零件7的位置坐标设为最终位置坐标，就完成了螺栓零件7的装配，结 果见图4。
[0036] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为 准。
【主权项】
1. 一种基于Catia的零件自动装配方法，零件包括多个，每个零件具有位置坐标系，其 特征在于，包括如下步骤： 步骤一、确定各零件的装配特征； 步骤二、根据所述装配特征建立各零件的特征坐标系； 步骤三、根据所述特征坐标系计算各零件之间的变换矩阵； 步骤四、对其中待移动的零件的位置坐标系用所述变换矩阵进行变换，得到装配后的 位置坐标； 步骤五、将所述装配后的位置坐标赋予所述待移动的零件，实现多个所述零件之间的 装配。2. 根据权利要求1所述的基于Catia的零件自动装配方法，其特征在于，在所述步骤二 中，是通过如下齐次坐标矩阵来表示坐标系：其中，上三行分别为X、Y、Z轴的向量坐标，最后一行为原点坐标。3. 根据权利要求1或2所述的基于Catia的零件自动装配方法，其特征在于，在所述步 骤三中，是通过4 X 4的矩阵来表示变换关系。
【专利摘要】本发明涉及零件装配设计领域，具体涉及一种基于Catia的零件自动装配方法，以解决目前的零件装配费时费力的问题。本发明的基于Catia的零件自动装配方法，首先确定各零件的装配特征，根据装配特征建立各零件的特征坐标系；再根据各零件的特征坐标系计算各零件之间的变换矩阵，对其中待移动的零件的变换矩阵进行变换，得到装配后的位置坐标；最后将位置坐标赋予待移动的零件，从而能够快速、有效地完成多个零件之间的自动装配，节约时间和人力成本。
【IPC分类】B23P21/00, G06F19/00
【公开号】CN105149938
【申请号】CN201510511988
【发明人】景嘉繁
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月19日