半打包機解裝配約束分析及其解裝配的序列生成設(shè)計【說明書+SOLIDWORKS+仿真】,說明書+SOLIDWORKS+仿真,半打包機解裝配約束分析及其解裝配的序列生成設(shè)計【說明書+SOLIDWORKS+仿真】,半打,包機,裝配,約束,束縛,分析,及其,序列,生成,設(shè)計,說明書,仿單,solidworks 附件3： 華 南 理 工 大 學(xué) 廣 州 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書 茲發(fā)給機械工程及自動化專業(yè) 6 班學(xué)生鐘成泰畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下： 1.畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 半打包機解裝配約束分析及其解裝配的序列生成 2.應(yīng)完成的項目： （1）以打包機的裝配模型為案例，設(shè)計裝配圖； （2）進(jìn)行解裝配約束的分析 ； （3）應(yīng)用軟件有關(guān)功能生成解裝配序列； 3.參考資料以及說明： （1）高建剛，武英，機電產(chǎn)品拆卸研究綜述，機械工程學(xué)報，2004年 07期，2~4 （2）楊國新，王定標(biāo)，基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設(shè)計技術(shù)，煤礦機械, 2007年 07期，1~2 （3）劉光復(fù)，劉學(xué)平，劉志峰，李鋼，機電產(chǎn)品的拆卸與回收性能分析，機械工程師， 2001年 01期，13~14 （4）潘曉勇，劉光復(fù)，劉志峰，王淑旺目標(biāo)拆卸序列生成算法研究，機床與液壓, 2003年 04期，42~43 （5） （6） （7） 4.本畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書于 2013年 1 月12日發(fā)出，應(yīng)于2013年 5 月 25 日前完成，然后提交畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會進(jìn)行答辯。 專業(yè)教研組（系）負(fù)責(zé)人 審核 年 月 日 指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組負(fù)責(zé)人） 簽發(fā) 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 半打包機解裝配約束分析及其解裝配的序列生成 系 別 機電工程系 專業(yè)班級 09機械6班 學(xué)生姓名 鐘成泰 指導(dǎo)教師 王清輝 提交日期 2013年 5月 23 日 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華南理工大學(xué)廣州學(xué)院可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書。 本學(xué)位論文屬于 不保密□。 （請在以上方框內(nèi)打“√”） 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日 第一章、緒論 華 南 理 工 大 學(xué) 廣 州 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書 茲發(fā)給機械工程及自動化專業(yè) 6 班學(xué)生鐘成泰畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下： 1.畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 半打包機解裝配約束分析及其解裝配的序列生成 2.應(yīng)完成的項目： （1）以打包機的裝配模型為案例，設(shè)計裝配圖； （2）進(jìn)行解裝配約束的分析 ； （3）應(yīng)用軟件有關(guān)功能生成解裝配序列； 3.參考資料以及說明： （1）高建剛，武英，機電產(chǎn)品拆卸研究綜述，機械工程學(xué)報，2004年 07期，2~4 （2）楊國新，王定標(biāo)，基于SolidWorks的機械零部件虛擬裝配體設(shè)計技術(shù)，煤礦機械, 2007年 07期，1~2 （3）劉光復(fù)，劉學(xué)平，劉志峰，李鋼，機電產(chǎn)品的拆卸與回收性能分析，機械工程師， 2001年 01期，13~14 （4）潘曉勇，劉光復(fù)，劉志峰，王淑旺目標(biāo)拆卸序列生成算法研究，機床與液壓, 2003年 04期，42~43 （5） （6） （7） 4.本畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書于 2013年 1 月12日發(fā)出，應(yīng)于2013年 5 月 25 日前完成，然后提交畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會進(jìn)行答辯。 專業(yè)教研組（系）負(fù)責(zé)人 審核 年 月 日 指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組負(fù)責(zé)人） 簽發(fā) 年 月 日 說明書中的建模過程的零件名稱我有些我只拿代號代替，你找到名字后自己修改 目 錄 第一章、緒論 6 1.1 引言 6 1.2 解裝配的定義 7 1.2.1 解裝配的種類 7 1.3 解裝配相關(guān)的歷史與現(xiàn)狀 8 1.3.1 解裝配的研究熱點 9 1.4 解裝配約束的定義 11 1.4.1 約束的定義 11 1.5 本課題研究的意義 11 第二章、裝配的約束分析 12 2.1三維軟件SolidWorks裝配約束 12 2.1.1 SolidWorks軟件介紹 12 2.1.2 SolidWorks軟件中的裝配設(shè)計及本課題裝配設(shè)計的思路 15 第三章、半自動打包機的建模與序列生成 17 3.1 半自動打包機建模 17 3.1.1 機座建模 17 3.1.2 C211239701ZA-4建模 19 3.1.3 C401009530Z-7建模 20 3.1.4 C402009520-5的建模 22 3.1.5 C402009520-5的建模 23 3.1.6 C402009520-5的建模 24 3.1.5 其他零部件與裝配體 27 3.2 裝配建模 27 第四章、解裝配建模與序列生成 35 4.1解裝配建模 35 4.1.1產(chǎn)品解裝配需求信息分析 35 4.1.2產(chǎn)品解裝配信息的獲取 35 解裝配的方法----層次概率模糊認(rèn)知圖 36 4.1.3解裝配模型的建立 38 4.2解裝配序列產(chǎn)生 38 4.3實例分析 39 參考文獻(xiàn) 42 附 43 致 謝 44  第一章、緒論 1.1 引言 20世紀(jì)60年代以來，世界經(jīng)濟(jì)以前所未有的高速度持續(xù)發(fā)展，但同時也對地球環(huán)境和自然資源帶來了前所未有的壓力，并最終嚴(yán)重影響到人類自身的生存與發(fā)展。機電產(chǎn)品制造業(yè)是按照設(shè)計要求生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品和生活消費品的主要產(chǎn)業(yè)。近年來，由于社會發(fā)展和物質(zhì)產(chǎn)品的不斷豐富，與此同時，企業(yè)為了增強競爭力，又不斷地開發(fā)制造新產(chǎn)品，工業(yè)用品和生活消費品的壽命周期越來越短，廢棄淘汰的速度不斷加快，造成對能源、自然資源的巨大消耗。又因為傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品設(shè)計幾乎沒有考慮產(chǎn)品廢棄后的合理處理，從而造成廢舊產(chǎn)品對環(huán)境的巨大危害。以計算機為例，據(jù)美國環(huán)保署(EPA)估算，到2004年全美將有3億多臺計算機被廢棄，大約850萬t的含有鉛、汞和福等有害元素的廢物被運往填埋場。這一切使得機電產(chǎn)品制造業(yè)成為當(dāng)前環(huán)境污染和生態(tài)破壞的主要源頭之一，如何有效地處理這些產(chǎn)品是人類目前所面臨的一個難題。 而目前采用的先進(jìn)設(shè)計技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)及企業(yè)管理技術(shù)的主要目的則放在降低成本，提高敏捷性、柔性及生產(chǎn)能力方面，很少涉及廢棄淘汰產(chǎn)品的環(huán)境和資源問題。因此，如何使制造業(yè)盡可能少地產(chǎn)生廢棄物并降低對環(huán)境的污染是當(dāng)前研究的一個重要方面，也是21世紀(jì)的重要課題。 為從根本上解決這些問題，機電產(chǎn)品的綠色制造應(yīng)運而生。綠色制造是在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)地考慮產(chǎn)品開發(fā)制造及其活動對環(huán)境的影響，使產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小、資源利用率最高。機電產(chǎn)品的拆卸在其綠色制造系統(tǒng)中占有重要的地位。 如何使達(dá)到生命周期的產(chǎn)品以較經(jīng)濟(jì)的方式實現(xiàn)部分零部件重用、材料循環(huán)，是綠色設(shè)計和制造的重要內(nèi)容之一。拆卸回收作為支持可持續(xù)發(fā)展總體策略的新型生產(chǎn)模型，已經(jīng)得到了世紀(jì)范圍內(nèi)的廣泛認(rèn)同。自從拆卸回收設(shè)計及制造思想被提出來以后，世界發(fā)達(dá)國家對此非常重視。陸續(xù)有國家制定并推行了一系列的法規(guī)和條例：如德國和美國政府規(guī)定，制造者必須負(fù)責(zé)處理他們的廢棄產(chǎn)品；一些政府組織制訂計劃以引導(dǎo)環(huán)境友好產(chǎn)品的消費。所有這一切都極大地促進(jìn)了許多大型生產(chǎn)企業(yè)加人到了產(chǎn)品的拆卸回收行列。從“設(shè)計到拆卸回收”的意識已在機電產(chǎn)品研究領(lǐng)域和制造業(yè)中得到了深人和加強。 我國在機電產(chǎn)品的拆卸及回收方面的研究尚處于起步階段，目前的產(chǎn)品回收只停留在簡單的材料回收上，忽視了產(chǎn)品零部件深層次的重復(fù)利用。因此加強對拆卸回收的研究就顯得非常重要。 1.2 解裝配的定義 解裝配是指從產(chǎn)品上系統(tǒng)地分離零件、組件、部件或其他零件集合體的方法，相當(dāng)于我們現(xiàn)實中對完整設(shè)備的拆卸。 解裝配的總原則是，一方面獲取最大的利潤，另一方面是使零部件材料得到最大限度的利用，并使最終產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量為最小。在產(chǎn)品拆卸回收過程中，當(dāng)某一點（該點稱為經(jīng)濟(jì)回收的極限點）的回收價值已小于拆卸成本時，則表明此時的拆卸回收已開始進(jìn)人負(fù)價值階段。在這種情況下，產(chǎn)品的進(jìn)一步拆卸與回收從經(jīng)濟(jì)效益的角度來講已無利可圖。因此，在廢舊產(chǎn)品回收過程中必須遵循一定的原則，這些原則包括： l 若零件回收價值加上該零件不回收而進(jìn)行其他處理所需的費用大于拆卸費用，則回收該零件。 l 若零件的回收價值小于拆卸費用，而兩者之差又小于該零件的處理費用，則回收該零件。 l 若零件的回收價值小于拆卸費用，而兩者之差又大于該零件的處理費用，則不回收該零件，除非為了獲得剩余部分中其它更有價值的零件材料所必須進(jìn)行的拆卸。 l 對所有無法回收利用的零件材料都需要進(jìn)行填埋或焚燒處理。 產(chǎn)品的回收受到廢物處理費用、操作條件、工作場地、環(huán)境溫度等諸多因素的影響，故應(yīng)對影響產(chǎn)品拆卸與回收價值的因素進(jìn)行細(xì)致的分析。根據(jù)廢舊產(chǎn)品回收效益與回收費用比較，確定產(chǎn)品回收的可行性；根據(jù)廢舊產(chǎn)品的拆卸費用與處理費用之比，確定是否繼續(xù)拆卸。 1.2.1 解裝配的種類 機電產(chǎn)品的解裝配通常有以下幾種：①將產(chǎn)品自頂向下拆到最底層，即對產(chǎn)品進(jìn)行完全拆卸，最終得到的是一個個單獨的零件。這種拆卸方式僅適用于理論研究，在實際中應(yīng)用很少，因為對產(chǎn)品進(jìn)行完全拆卸往往是不經(jīng)濟(jì)的。②對產(chǎn)品進(jìn)行部分拆卸。這種拆卸方式在實際拆卸中應(yīng)用最為廣泛。③特定目標(biāo)的拆卸。這種特定目標(biāo)往往是可翻新重用、零部件材料的價值很高或?qū)Νh(huán)境影響較大。 1.3 解裝配相關(guān)的歷史與現(xiàn)狀 長期以來我們沿襲的生產(chǎn)模式是：生產(chǎn)>流通>消費>廢棄的開環(huán)過程，而綠色制造提倡閉環(huán)的生產(chǎn)模式，即在原來的生產(chǎn)模式中增加一個“回收”環(huán)節(jié)，廠家在產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程中要充分考慮回收問題。作為“回收”環(huán)節(jié)的前提——拆卸，有助于將產(chǎn)品中的可重用部件及材料進(jìn)行回收，良好的拆卸性能，可以使產(chǎn)品中的有用部分得到充分的循環(huán)利用，提高資源能源的利用率，減小環(huán)境污染，最終獲得良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。對綠色制造而言，解裝配是一個重要的研究課題。 目前，國內(nèi)一些高等院校和研究院所在國家科委、國家自然科學(xué)基金會和有關(guān)部門的支持下對綠色制造技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究探索。 機械科學(xué)研究院已完成了國家科委“九五”攻關(guān)項目——清潔生產(chǎn)技術(shù)選擇與數(shù)據(jù)庫的建立、機械工業(yè)基金項目－－綠色設(shè)計技術(shù)發(fā)展趨勢及對策研究。圍繞機械工業(yè)中九個行業(yè)對綠色技術(shù)需求和綠色設(shè)計技術(shù)自身發(fā)展趨勢進(jìn)行了調(diào)研，在國內(nèi)首次提出適合機械工業(yè)的綠色設(shè)計技術(shù)發(fā)展體系，同時還進(jìn)行了車輛的拆卸和回收技術(shù)的研究。目前正在開展國家自然科學(xué)基金項目“環(huán)境綠色技術(shù)評價體系的研究”。以環(huán)境保護(hù)綠色技術(shù)評價體系為研究載體，將ETV評價技術(shù)導(dǎo)入機械制造業(yè)的綠色設(shè)計、綠色制造，建立制造業(yè)的綠色概念、描述方法和ETV評價體系。 清華大學(xué)為創(chuàng)建綠色大學(xué)，已將綠色工程技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展和支持項目，在美國“China Bridge”基金和國家自然科學(xué)基金會的支持下，已與美國“Texas Tech University”先進(jìn)制造實驗室建立了關(guān)于綠色設(shè)計技術(shù)研究的國際合作關(guān)系，對全生命周期建模等綠色設(shè)計理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，取得一定進(jìn)展。 上海交通大學(xué)針對汽車開展可回收性綠色設(shè)計技術(shù)的研究，與Ford公司合作，研究中國轎車的回收工程問題；與內(nèi)貿(mào)部中國物資再生利用華東分公司合作，撰寫了“探討中國汽車銷售、維修、二手車交易及回收利用一條龍管理模式的可行性報告”；與法國柏林工業(yè)大學(xué)IWF研究所建立了合作關(guān)系，在廢棄工業(yè)品回收方面展開了研究工作。 合肥工業(yè)大學(xué)開展了機械產(chǎn)品可回收設(shè)計理論和關(guān)鍵技術(shù)及回收指標(biāo)評價體系的研究。 重慶大學(xué)承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金和國家863/CIMS主題資助的關(guān)于綠色制造技術(shù)的研究項目，主要研究可持續(xù)發(fā)展CIMS（S－CIMS）的體系結(jié)構(gòu)研究、清潔化生產(chǎn)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)及實施策略、清潔化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等。 華中理工大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高院校也開展了綠色制造技術(shù)研究。 國內(nèi)已形成了一支從事綠色制造技術(shù)研究的專業(yè)隊伍，為我國發(fā)展綠色制造技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。 國外不少國家的政府部門已推出了以保護(hù)環(huán)境為主題的“綠色計劃”。1991年日本推出了“綠色行業(yè)計劃”，加拿大政府已開始實施環(huán)境保護(hù)“綠色計劃”。美國、英國、德國也推出類似計劃。目前，在一些發(fā)達(dá)國家，除政府采取一系列環(huán)境保護(hù)措施外，廣大消費者已熱衷于購買環(huán)境無害產(chǎn)品的綠色消費的新動向，促進(jìn)了綠色制造的發(fā)展。產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡產(chǎn)品標(biāo)有“綠色標(biāo)志”圖形的，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用以及回收的整個過程都符合環(huán)境保護(hù)的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，并利于資源的再生和回收，這為企業(yè)打開銷路、參與國際市場競爭提供了條件。 國際經(jīng)濟(jì)專家分析認(rèn)為，目前“綠色產(chǎn)品”比例大約為5－10%，再過10年，所有產(chǎn)品都將進(jìn)入綠色設(shè)計家族，可回收、易拆卸，部件或整機可翻新和循環(huán)利用。也就是說，在未來10年內(nèi)綠色產(chǎn)品有可能成為世界商品市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。 1.3.1 解裝配的研究熱點 機電產(chǎn)品拆卸與回收性能分析：通常有兩種方式，一種是在設(shè)計階段，很少或不進(jìn)行拆卸及回收分析，這必然導(dǎo)致產(chǎn)品在廢棄后要進(jìn)行末端處理，結(jié)果是拆卸及回收難度加大，并產(chǎn)生大量廢棄物，既污染了環(huán)境又造成資源的浪費；另一種是對CAD設(shè)計的產(chǎn)品原型進(jìn)行了拆卸回收分析(虛擬拆卸回收)，并將分析結(jié)果反饋給設(shè)計者進(jìn)行設(shè)計方案的修改，使之更適合于拆卸與回收。這種分析可以減少產(chǎn)品在維護(hù)時的拆卸時間和拆卸費用，同時增加產(chǎn)品在生命周期末端的可回收性。顯然，第二種方式更為優(yōu)越，它可使設(shè)計者在沒有造出真實產(chǎn)品的虛擬環(huán)境下，對結(jié)構(gòu)的拆卸與回收性能進(jìn)行必要修改和完善，并對設(shè)計方案進(jìn)行評估，從而使產(chǎn)品的使用維護(hù)或生命周期結(jié)束時均具有良好的性能。 影響機電產(chǎn)品有效地拆卸回收和利用的性能主要包括拆卸時間、拆卸能量消耗、拆卸對象的可達(dá)性、拆卸路徑及拆卸與回收的經(jīng)濟(jì)性。 1. 拆卸時間 拆卸時間是完成拆卸操作所需的時間。拆卸時間越長，表明該結(jié)構(gòu)的拆卸越困難，拆卸費用越高。將拆卸所有連接所消耗的時間相加便為拆卸時間，它包括基本拆卸時間和輔助時間兩部分?；静鹦稌r間是指松開連接件，將待拆零件和相關(guān)連接件分離及移走所花費的時間；輔助時間是指為完成拆卸所做的輔助工作所花費的時間，如抓取、定位、置放工具到正確位置以便松開連接的全部運動所需的時間；移動拆卸工具或人的手臂到拆卸部位的時間；更換拆卸工具的時間等。拆卸時間的確定必須來自于實際拆卸數(shù)據(jù)的搜集、整理與分析。 2. 拆卸能量消耗 產(chǎn)品的拆卸策略是多規(guī)則的，因為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中不僅有機械連接緊固，也有化學(xué)連接(諸如粘結(jié)、焊接等)。通?；瘜W(xué)連接為不可逆過程， 難以像機構(gòu)緊固那樣對拆卸難度進(jìn)行評估。連接方式不同，其拆卸所消耗的能源也將不同。拆卸能量消耗方式有人力消耗和動力消耗(如電能、熱能等)兩種。拆卸單元部件所消耗的能量大小就表明了該部件拆卸性能的優(yōu)劣。能耗少，則該部分拆卸性能好。 3. 拆卸的可達(dá)性 拆卸過程中的可達(dá)性也是非常重要的，可達(dá)性包括：①觸覺可達(dá)。即待拆零件在視覺范圍之內(nèi)。②實體可達(dá)。即身體某一部位或借助于工具能夠接觸到拆卸部位。③足夠的拆卸空間。手工拆卸時，拆卸空間要能使操作者方便地運用拆卸工具，并實現(xiàn)待拆零件分離；自動拆卸時，拆卸空間要能使拆卸裝置方便地接近拆卸部位，并使待拆零件沿規(guī)定的拆卸方向分離。分離空間的大小與聯(lián)接結(jié)構(gòu)形式、拆卸部位的結(jié)構(gòu)尺寸、拆卸方式、所用的拆卸工具、分離時的運動方向等因素有關(guān)。 4. 拆卸路徑 當(dāng)產(chǎn)品廢棄淘汰時，對其實施拆卸，可以有很多條拆卸路徑，在眾多的拆卸路徑中，有一條或少數(shù)幾條對實現(xiàn)拆卸目標(biāo)非常有利，既經(jīng)濟(jì)又安全可靠。目前已有多種方法被采用，其中AND/OR圖法是應(yīng)用較廣的一種算法。AND/OR圖中的節(jié)點代表產(chǎn)品或其組成的零部件，而連線則代表相連兩節(jié)點之間的連接關(guān)系。最佳路徑的獲得可按以下思路進(jìn)行：①計算節(jié)點的回收價值。當(dāng)某一節(jié)點的回收價值大于從該節(jié)點進(jìn)一步拆卸的最大價值時，則拆卸停止，回收價值最大的路徑則為最佳路徑。②根據(jù)拆卸目標(biāo)及各連線的狀態(tài)，賦予各條邊一定的優(yōu)先權(quán)值，然后將這些優(yōu)先權(quán)值相加，權(quán)值總和最大的一條路徑即為最佳路徑。在第②種方法中，權(quán)值的確定必須依據(jù)一定的規(guī)則，這些規(guī)則是最佳拆卸路徑確定的核心。 5. 拆卸及回收的經(jīng)濟(jì)性 在廢舊產(chǎn)品回收的整個過程中，每個步驟都與經(jīng)濟(jì)性有關(guān)，回收步驟及其相關(guān)的經(jīng)濟(jì)性如圖2所示。 拆卸經(jīng)濟(jì)性分析即拆卸費用的計算，它可用下述公式表示： 總回收費用=拆卸費用+破碎成本+材料再生費用+傾倒費用 其中，勞動力成本是拆卸操作的總時間乘以單位時間的勞動力成本；破碎成本為即將被破碎的廢棄產(chǎn)品重量乘以單位重量的破碎費用；某種類型材料的重量乘以該種材料單位重量的再生費用，即為廢棄產(chǎn)品中該種材料的再生費用。將所有被回收的材料再生費用相加便為材料再生費用；傾倒費用為準(zhǔn)備傾倒的廢棄物總重量乘以單位重量固體廢物的傾倒成本。 拆卸回收過程的總收益可由下式表示： 總回收收益=舊的零部件收益+回收材料收益+節(jié)約能源收益+減少排放收益 廢舊零部件收益為回收重用的各種零部件價值之和；回收材料收益為各種類型的回收材料價值之和；若材料是從資源中提煉獲得，則要消耗大量的能源，而將廢棄產(chǎn)品中的這些材料加以回收后，則這些在材料提煉中被消耗的能源就節(jié)約了，節(jié)約能源收益指的就是這些能源；當(dāng)廢棄產(chǎn)品中的可重用的零部件及可回收的材料被有效回收以后，則即將被廢棄的廢物總量便減少了，同時同樣重量的回收材料若從自然資源中提煉所產(chǎn)生的廢物排放也沒有了，從而減少了排放成本，減少排放收益指的就是因減少了排放所節(jié)約的成本。 對回收經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品類型、生產(chǎn)方式、材料種類等，搜集整理各有關(guān)數(shù)據(jù)資料并參考現(xiàn)行的成本預(yù)算方法，并在實踐中不斷摸索，以建立拆卸與回收性經(jīng)濟(jì)評估數(shù)學(xué)模型。目前所采用的參數(shù)通常為回收的費用收益比和凈收益兩種，其表達(dá)式為： 費用收益比=總回收收益/總回收費用 凈收益=總回收收益-總回收費用 1.4 解裝配約束的定義 1.4.1 約束的定義 對所物體的位置和運動起限制作用的其他物體，稱為約束。 與之相反的另一個概念是自由度，它是物體具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數(shù)的數(shù)目。它們之間存在關(guān)系式：約束+自由度=6 約束和自由度常以運動副的形式表現(xiàn)出來。運動副存在高副和低副之分，高副表現(xiàn)出較多的自由度，對物體的約束較少；低副表現(xiàn)出較少的自由度，對物體的約束更多。 1.5 本課題研究的意義 工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和人類生活水平的提高導(dǎo)致了資源能源的過量消耗和大量廢棄物的產(chǎn)生，既影響了人類的生存環(huán)境，又影響了經(jīng)濟(jì)、社會的持續(xù)健康發(fā)展，而解決廢棄物所帶來的這些不利影響只有通過科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展來實現(xiàn)。從工業(yè)生態(tài)學(xué)的意義上講，地球上并沒有垃圾，只有放錯了位置的資源。因此，廢舊產(chǎn)品的拆卸回收對機電產(chǎn)品制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。 對解裝配相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究，能改善機電產(chǎn)品的拆卸與回收性能，符合我國的國情，也有利于提高機電產(chǎn)品的研制和開發(fā)能力，還能提升機電產(chǎn)品的技術(shù)含量，增強我國產(chǎn)品的國際競爭力。 第二章、裝配的約束分析 第二章、裝配的約束分析 2.1三維軟件SolidWorks裝配約束 在SolidWorks軟件中，零件建模完成后，用戶可以使用完成的零件建立裝配體，就好像工廠的裝配車間里將一個個零件組裝成產(chǎn)品，這種方法稱為自底向上的裝配體設(shè)計；同樣，用戶也可以直接在裝配體環(huán)境中建立新零件、建立或修改零件的特征，這種方法稱為自頂向下的裝配體設(shè)計。 一個零件在裝配體模型空間中，應(yīng)采用合理的配合關(guān)系確定其與其他零件的位置關(guān)系。配合關(guān)系限制了零件在裝配體中的自由度。因此，零件在裝配體中是否可以運動以及如何運動，完全取決于零件在裝配體中的約束情況。 第一章、緒論 2.1.1 SolidWorks軟件介紹 SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設(shè)計師大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機械設(shè)計軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計，全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達(dá)5500萬小時。 在美國，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學(xué)（教育機構(gòu)）如清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海教育局等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。 用戶界面： l 只有SolidWorks才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動控制?！叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設(shè)計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。 l 嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設(shè)計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設(shè)計數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。 l 用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 l 特征模板為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特征，并與同事共享。 l SolidWorks提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計轉(zhuǎn)向三維實體設(shè)計。 配置管理： 配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨特的一部分，它涉及到零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。 協(xié)同工作： l SolidWorks提供了技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作。 l 通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。 l 通過三維托管網(wǎng)站展示生動的實體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時間、任何地點，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 l SolidWorks支持Web目錄，使得你將設(shè)計數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就像存本地硬盤一樣方便。 l 用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術(shù)而開發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 裝配設(shè)計： l 在SolidWorks中，當(dāng)生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，SolidWorks的性能得到極大的提高。 l SolidWorks可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進(jìn)行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。 l 用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來完成諸如將一個標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 l 鏡像部件是SolidWorks技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。 l SolidWorks用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動地捕捉并定義裝配關(guān)系。 工程圖： l SolidWorks提供了生成完整的、車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。 l 從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。 l 增強了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。 l 使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進(jìn)行單獨操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。 l 用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關(guān)系的裝配體而設(shè)計的獨特的工程圖功能。 SolidWorks軟件功能強大，組件繁多。SolidWorks功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks來做設(shè)計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。 在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論：“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者?！? 在強大的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks，整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。 2.1.2 SolidWorks軟件中的裝配設(shè)計及本課題裝配設(shè)計的思路 裝配體是2個或多個零件（也稱為零部件）的組合。裝配體是將各種零件模型插入到SolidWorks裝配體文件中，利用零部件之間幾何關(guān)系的配合——即約束關(guān)系，來限制各個零件的相對位置，使其構(gòu)成某一機械或機器的部件，甚至裝配成一臺完整的機械或機器。由于這種所謂的“裝配”，不是在裝配車間的真實環(huán)境下完成的，因此也稱為虛擬裝配。 裝配體文件是由多個零件和部件組成了一類新文件，在SolidWorks文件中，裝配體文件的后綴名為“sldasm”。三維設(shè)計中建立裝配體文件，是虛擬樣機的基礎(chǔ)。 在SolidWorks中，裝配體設(shè)計技術(shù)有自下而上和自上而下設(shè)計2種方法。可采用1種方法或2種方法結(jié)合使用，靈活應(yīng)用。 自下而上設(shè)計法是比較傳統(tǒng)的方法。采用該方法，各個零件先在零件文件中設(shè)計完成，再插入到裝配體中，根據(jù)設(shè)計要求組裝配合零件。該方法的優(yōu)點是零部件是獨立設(shè)計的，相互關(guān)系及重建行為更為簡單，并可專注于單個零件的設(shè)計工作。缺點是零件間的尺寸配合無關(guān)聯(lián)性，有時需要依靠方程式建立零件間的配合尺寸，比較麻煩。 自上而下設(shè)計法是從裝配體中開始設(shè)計工作，采用該方法，直接在裝配體文件內(nèi)建立各零件，這是2種設(shè)計方法的不同之處。用戶可以使用一個零件的幾何體來幫助定義另一個零件。該方法的優(yōu)點是在構(gòu)建零件時可互相參考外形，省去部分草圖繪制及使用配合條件的設(shè)置麻煩。缺點是在裝配體中所建立的各個零件都是完全配合限制的。 應(yīng)用SolidWorks軟件進(jìn)行裝配體設(shè)計的思路是：首先應(yīng)把握裝配體的主體結(jié)構(gòu)，即對應(yīng)的主體零件，先插入或先生成主體零件，再插入或生成其他零件，并依據(jù)其間的配合關(guān)系裝配各個零件，最后完成裝配體設(shè)計。裝配體設(shè)計工作基本上都可以在裝配體工具欄里完成，如圖1所示。 圖1 裝配體工具欄 應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行機械裝配體設(shè)計的步驟為： 1. 新建一個裝配體文件：【文件】→【新建】→【裝配體】； 2. 插入零件?！静迦搿俊玖憬M件】→【來自文件】； 3. 組裝配合。主要采用2種方法：①將各零件建立配合關(guān)系(標(biāo)準(zhǔn)配合：重合、同軸心、平行、垂直、相切、距離、角度；高級配合：凸輪推桿配合、齒輪配合、限制配合、對稱配合)；②采用智慧組裝(Smart-Mates)：拖動方式；選取方式。 4. 重復(fù)2和3步，直至完成全部零件的裝配。 5. 保存裝配體文件，完成裝配體設(shè)計。 本課題裝配體設(shè)計的思路可以參考以上操作，它主要完成的是解裝配這一逆過程。只需從下往上將根據(jù)上述步驟反過來操作一次即可。 第二章、減速器分析 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書 第三章、半自動打包機的建模與序列生成 3.1 半自動打包機建模 3.1.1 機座建模 1、雙擊打開SolidWorks2012，單擊，選擇，確定。選擇任意基準(zhǔn)面進(jìn)行草圖繪制，這里選擇上視基準(zhǔn)面。 2、選擇進(jìn)行圖形繪制，尺寸定位。選擇進(jìn)行拉伸，得到底板（圖3-1-1-1）。 圖3-1-1-1 再進(jìn)行一次拉伸，得到下面的模型（圖3-1-1-2）。 圖3-1-1-2 第三章、減速器的建模與仿真 3、再作一次拉伸切除，得到下圖 圖3-1-1-3 去掉側(cè)面的圓形區(qū)域，得到下圖 圖3-1-1-4 4、加入螺栓孔，如下 圖3-1-1-5 第三章、減速器的建模與仿真 5、經(jīng)過一系列拉伸、切除、倒角，最終得到機架的成型圖 圖3-1-1-7 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書 3.1.2 C211239701ZA-4建模 1、繪圖，拉伸（圖3-1-2-1）。 圖3-1-2-1 2、繪圖，拉伸切除（圖3-1-2-2）。 圖3-1-2-2 3、螺紋孔的繪制（圖3-1-2-3）。 圖3-1-2-3 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書 3.1.3 C401009530Z-7建模 1、在右視基準(zhǔn)面開始作圖，進(jìn)行拉伸得到以下圖形 圖3-1-3-1 2、旋轉(zhuǎn)拉伸得到如下圖形 圖3-1-3-2 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書 3、在進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)拉伸和旋轉(zhuǎn)切除得到如下圖形 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書 圖3-1-3-3 4、打直徑孔和倒角得到如下所示圖形 圖3-1-3-4 第三章、減速器的建模與仿真 3.1.4 C402009520-5的建模 1、類似階梯軸的繪制，連續(xù)拉伸10次，得到如圖所示圖形： 圖3-1-3-5a 2、在進(jìn)行兩次拉伸切除和倒角得到如圖所示圖形 圖3.1.5b 3.1.5 C402009520-5的建模 1繪制草圖，拉伸得到如下圖所示： 圖3.1.6 3.1.6 C402009520-5的建模 1、在前視基準(zhǔn)面繪制草圖，旋轉(zhuǎn)基體得到如下圖所示： 圖3.1.7 2、添加如圖所示基準(zhǔn)面進(jìn)行一次拉伸和拉伸切除得： 圖3.1.8 3、再次添加基準(zhǔn)平面繪制草圖拉伸得： 圖3.1.9 4、繪制導(dǎo)軌槽，做草圖進(jìn)行3次拉伸切除得： 圖3.2.0 5、剩余零部件的繪制，在進(jìn)行倒角，最終得到如圖所示的圖形： 圖3.2.1 3.1.5 其他零部件與裝配體 1、墊片、螺釘?shù)冉詾閲鴺?biāo)模型，在solidworks自帶的設(shè)計庫能自動生成。 啟動方式：啟動solidworks---設(shè)計庫—toolbox 2、其它剩余的零件為簡單模型，故在此不在做具體的說明 。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書 3.2 裝配建模 1、 選項中選擇“裝配體”選項，單擊進(jìn)入界面。 選擇“插入零部件”選項中的“插入新零件”，插入以下零部件： 表3-1 裝配體零件列表 名稱 數(shù)量 機座 1 C401009530Z-6 1 C509007630Z-6 2 C402009520-6 1 墊片1 1 C503004570Z-6 1 C211239701ZF-6 1 C503002770Z-6 2 C402010960Z-6 1 C211239701ZA-6 1 C211239701ZB-7 1 C520002350Z-7 8 C211239701ZC-7 1 C402010980Z-7 1 螺釘 5 C402010990Z-7 1 2、首先創(chuàng)建小裝配體1，為以后的總裝配更為方便 1，首先插入C401009530Z-7默認(rèn)為固定 2，插入C509007630Z-7，配合方式為：同心+重合+重合 圖3.2.2a 圖3.2.2b 圖3.2.2c 3、在插入C402009520-7同樣利用三個配合：同心+重合+重合 得到： 圖3.2.2d 4、在分別插入C509007630Z_1-7、C503004490Z-7、C503004570Z-7、C211239701ZF-7、C503002770Z-7，用同樣的方法使其達(dá)到固定配合得到如圖所示小裝配體： 圖3.2.2e 5、首先創(chuàng)建小裝配體2 1，首先插入C211239701ZB默認(rèn)為固定 2，插入C402010980Z，配合方式為：平行+同心+重合 圖3.2.3a 圖3.2.3b 圖3.2.3c 3，最后利用同軸+對齊，將標(biāo)準(zhǔn)件螺釘裝入孔內(nèi)，得到小裝配體2 圖3.2.3d 6．創(chuàng)建小裝配體3 1，首先插入C402010960Z默認(rèn)為固定 2，插入C402010990Z，配合方式為：寬度+距離+重合 圖3.2.4a 圖3.2.4b 圖3.2.4c 3.再利用同軸+重合插入零件C403009590Z，C515000090Z，得到下圖 圖3.2.4d 4．插入小裝配體2 1，首先利用高級配合中的寬度配合，如圖所示 圖3.2.5a 圖3.2.5b 2,在選擇兩次距離最后得到如圖所示圖形： 圖3.2.5c 3、在插入鋼球，讓它與兩端弧面相切即可得到，連續(xù)插入8個得到如下所示圖形： 圖3.2.5d 5、半打包機的總裝配 1、首先插入機身，第一個solidworks默認(rèn)為固定。 2、插入小裝配體1，利用兩個同心和一個面重合得到如圖所示： 圖3.2.7a 3、插入小裝配體3，利用一個同心和兩個面重合得到： 圖3.2.7b 4、在插入其他小部件得到最終的模型如圖所示： 圖3.2.7c 第四章、解裝配建模與序列生成 4.1解裝配建模 4.1.1產(chǎn)品解裝配需求信息分析 隨著人們生活水平的提高，產(chǎn)品淘汰廢棄速度越來越快，一方面造成資源的過度消耗，另一方面又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。為了改善這種狀況，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，各國制訂了相關(guān)的法律法規(guī)，約束企業(yè)不僅要生產(chǎn)新產(chǎn)品，而且還要回收其生產(chǎn)的廢舊產(chǎn)品。拆卸是回收的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)產(chǎn)品有效回收的前提。根據(jù)回收目的的不同，拆卸分為全拆卸和部分拆卸。全拆卸是部分拆卸研究的基礎(chǔ)，而且可以使產(chǎn)品產(chǎn)生更高的回收價值，所以主要討論全拆卸中拆卸序列的有關(guān)問題。 4.1.2產(chǎn)品解裝配信息的獲取 根據(jù)回收決策,需要采取重用,材料回收,再制造等策略,來確定要拆卸的零部件;或者在維修時,確定要維修的零部件,對產(chǎn)品進(jìn)行目標(biāo)拆卸,這就有必要對目標(biāo)拆卸序列進(jìn)行研究,以經(jīng)濟(jì)快速地拆卸掉目標(biāo)零部件。需要拆卸的目標(biāo)零部件一般有以下幾類: (1)含對環(huán)境有危害的零部件。包括零部件含有有毒有害材料,有廢液流出等會造成對相關(guān)人員和環(huán)境的危害。 (2)很有價值的零部件。指包含貴重金屬的零部件。 (3)可以重復(fù)利用的零部件。根據(jù)零部件的使用時間和使用壽命,確定其還可以在不需要再加工或維修的情況下,可以在相同產(chǎn)品中或其它不同產(chǎn)品中繼續(xù)使用。 (4)可以經(jīng)過再制造使用的零部件。在產(chǎn)品報廢時,有些重要的零部件因磨損、腐蝕等原因造成局部失效,可以以現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式,采用高新表面工程技術(shù)及其他加工技術(shù),使零件恢復(fù)尺寸、形狀和性能,這樣在經(jīng)過再制造后,零部件又可以正常使用了。 (5)進(jìn)行一般材料回收的零部件。根據(jù)零部件之間材料的相容性,對零部件進(jìn)行材料級別的回收。 (6)需要維修或維護(hù)的零部件。維修或維護(hù)人員根據(jù)經(jīng)驗或產(chǎn)品的說明書,確定需要維修或維護(hù)的零部件。 解裝配的方法----層次概率模糊認(rèn)知圖 因果關(guān)系的表示與推理是人工智能中非常重要的研究領(lǐng)域。認(rèn)知圖((Cognitive map) [51是表達(dá)和處理系統(tǒng)中概念間因果關(guān)系的圖模型。KOSKO(1966)在認(rèn)知圖中的概念間因果關(guān)系中引入模糊測度，提出模糊認(rèn)知圖模型(Fuzzy cognitive map, FCM),用于概念間模糊因果關(guān)系的表達(dá)與推理[[61。模糊邏輯能攜帶更多的信息，因此F CM表達(dá)和推理能力更強，是目前認(rèn)知圖研究的主流。Kosk。的模糊認(rèn)知圖數(shù)學(xué)模型可表示為: 式中 Ci，Cj————概念節(jié)點，可為系統(tǒng)的事件、目標(biāo)、感情以及趨勢等 VCi，VCj————原因與結(jié)果概念節(jié)點的狀態(tài)值 Wij————概念節(jié)點Ci對G,的因果聯(lián)系強度 f————節(jié)點閾值函數(shù) 兩個節(jié)點的FCM可以用圖1表示。 Wij Ci Cj 圖1模糊認(rèn)知圖中兩個節(jié)點的關(guān)系 已有的各種認(rèn)知圖模型17-97都不能表達(dá)概念間模糊測度對節(jié)點狀態(tài)值的依賴關(guān)系及因果聯(lián)系的時空特性，即不能表達(dá)概率關(guān)系。要在模糊認(rèn)知圖中引入概率關(guān)系，首先要解決認(rèn)知圖反饋環(huán)中概念間概率的依賴關(guān)系。Eugene Santos Jr等證明了若在環(huán)中加入時間的方向性，則環(huán)中各節(jié)點就不會出現(xiàn)相互依賴關(guān)系I'0ao Stylios(1994)在Kosko的模糊認(rèn)知圖模型中引入時間變量，為在模糊認(rèn)知圖中引入概率關(guān)系建立層次概率模糊認(rèn)知圖奠定了理論基礎(chǔ)。本文則在繼承模糊認(rèn)知圖模型優(yōu)點的前提下，自然擴展了認(rèn)知圖模型的表達(dá)和推理能力，并首次在概念間的因果關(guān)系中引入分層概念，提出了層次概率模糊認(rèn)知圖模型(Hierarchical probabilisticfuzzy cognitive map, HPFCM)，其數(shù)學(xué)模型為 式中 ————第k層第j個節(jié)點的狀態(tài)值 s————HPFCM的層數(shù) E————與有因果關(guān)系的集合 fk————每一層層次概率模糊認(rèn)知圖中節(jié)點的閩值函數(shù)，可以是二值集合、S型函數(shù)、模糊集合或概率函數(shù) ————表示呈頻率穩(wěn)定的客觀概率，也可表示專家對某一事物主觀的確信程度，即專家對某一知識的信念度 γ————上一狀態(tài)值對下一時間狀態(tài)值的影響因子 ————概念Ckl在時間t-1的狀態(tài)值 該模型不僅能表示概念間的定性及模糊因果關(guān)系，而且可以表示概念間的空間條件概率因果關(guān)系和動態(tài)變化特性以及概念間的層次因果關(guān)系，所以它可以表示機械零件間的空間條件概率因果關(guān)系如拆卸順序、拆卸穩(wěn)定性以及零部件之間的層次因果等關(guān)系。 兩個空間節(jié)點的層次概率模糊認(rèn)知圖可以用圖2表示。 Wij Ci Cj 圖2層次概率模糊認(rèn)知圖中兩個節(jié)點的關(guān)系 在每層HPFCM中，若滿足則式(2)可以退化為具有布爾性質(zhì)的二值{0, 1)邏輯層次概率模糊認(rèn)知圖，可表示為 在HPFCM中十P(W,I氣(t), VC'.(‘)，…)表示Cki引起Ckj正方向變化的程度;—表示Cki的變化引起Ckj反方向變化的程度;若則表示節(jié)點Cki與Ckj不存在因果關(guān)系。 節(jié)點Cki在機械產(chǎn)品拆卸和裝配中可以是子裝配體，也可以是零件，對于圖4可用來簡單地表示，從而使模糊認(rèn)知圖能處理概念節(jié)點間的概率關(guān)系，概念間的空間因果關(guān)系以及層次因果關(guān)系，這樣我們就自然擴展了模糊認(rèn)知圖。 層次概率模糊認(rèn)知圖可以應(yīng)用到各個領(lǐng)域如機械產(chǎn)品的拆卸與裝配、經(jīng)濟(jì)、故障分析、Multi-Agent系統(tǒng)、電路分析、數(shù)據(jù)處理、電子數(shù)據(jù)交換、地理信息系統(tǒng)、工業(yè)控制及虛擬現(xiàn)實等。P(W}Vl VC'; (t), VCS (t),存在因果關(guān)系。 4.1.3解裝配模型的建立 根據(jù)裝配圖進(jìn)行拆卸分析時借助專家知識有利于提高分析決策的速度和質(zhì)量。零部件的拆卸狀態(tài)只有未拆和已拆兩種，即1和0，具有布爾性質(zhì)，而且當(dāng)某個或某幾個零部件拆卸后，其拆卸狀態(tài)就從1變?yōu)?，具有動態(tài)特性，所以可以用層次概率模糊認(rèn)知圖的方法來研究。層次概率模糊認(rèn)知圖中用“~”表示兩個節(jié)點之間的拆卸關(guān)系，箭頭左邊的節(jié)點對右邊的節(jié)點拆卸有利。用層次概率模糊認(rèn)知圖來表達(dá)專家知識，建立產(chǎn)品拆卸模型，可以解決其他方法較難解決的當(dāng)產(chǎn)品零部件數(shù)目過多或配合關(guān)系復(fù)雜時拆卸模型表達(dá)，拆卸穩(wěn)定性判斷等問題，提高了拆卸決策質(zhì)量。 專家根據(jù)產(chǎn)品裝配圖建立層次概率模糊認(rèn)知圖的過程如下。 (1)可以由專家對產(chǎn)品進(jìn)行總體分析，把產(chǎn)品劃分成多個子裝配體，給出各子裝配體之間的空間 因果關(guān)系，形成第一層層次概率模糊認(rèn)知圖。若產(chǎn)品結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，還可以對復(fù)雜的子裝配體進(jìn)行分析，得出下一層層次概率模糊認(rèn)知圖，從而可以給出產(chǎn)品的多層層次概率模糊認(rèn)知圖。層次概率模糊認(rèn)知圖可以較好地解決零部件數(shù)目過多或配合關(guān)系復(fù)雜時拆卸模型表達(dá)問題。 (2)另一方面，對于子裝配體中有直接關(guān)系的某兩個零件，種類的不同，其相應(yīng)的拆卸關(guān)系也不同，而且遵循一定的規(guī)律，拆卸時也會輔以相關(guān)的夾具等工具，但一般不會同時使用多個工具。同時在建立層次概率模糊認(rèn)知圖時，可以參考用VC++ 6.0二次開發(fā)三維軟件SolidWorks從產(chǎn)品三維模型中提取的零件間的配合信息，以提高決策的正確性 4.2解裝配序列產(chǎn)生 專家對產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)和局部某兩個或幾個零部件之間的拆卸關(guān)系很有經(jīng)驗，但對產(chǎn)品特別是復(fù)雜產(chǎn)品詳細(xì)的拆卸序列不清晰，所以借助層次概率模糊認(rèn)知圖來產(chǎn)生產(chǎn)品的拆卸序列。拆卸是非線性的，經(jīng)過層次概率模糊認(rèn)知圖方法處理的結(jié)果是不動點或極限環(huán)。不動點是非線性函數(shù)收斂為一個靜態(tài)的平衡點，極限環(huán)是指非線性函數(shù)的收斂是一個周期性的行為。在全拆卸中隨著拆卸的進(jìn)行零部件被拆除，節(jié)點狀態(tài)值變?yōu)?，最后拆卸結(jié)束時，所有節(jié)點狀態(tài)值均為0，所以結(jié)果是不動點。 對每一個子裝配體的層次概率模糊認(rèn)知圖可以通過計算得出零部件的拆卸順序(具體的計算過程見實例)，然后根據(jù)多層層次概率模糊認(rèn)知圖之間的拆卸關(guān)系，推出整個產(chǎn)品的拆卸序列。 使用層次概率模糊認(rèn)知圖方法產(chǎn)生產(chǎn)品的拆卸序列，具有較好的魯棒性。專家可以對沒有直接拆卸關(guān)系但有間接關(guān)系的兩個零件之間加入拆卸關(guān)系，對拆卸序列的結(jié)果沒有影響。 在SolidWorks中增加了一個回收應(yīng)用模塊，它由網(wǎng)絡(luò)圖的建立、信息查詢、專家信息輸入、層次概率模糊認(rèn)知圖的建立、拆卸序列生成和拆卸動態(tài)演示等幾個子模塊組成，從而實現(xiàn)了專家知識的輸入及對拆卸序列的分析。同時，可以通過輸入模塊輸入零件的類型，拆卸所需的工具、時間、成本等相關(guān)的信息，有利于拆卸序列的優(yōu)化等后續(xù)研究。 4.3實例分析 用半自動打包機裝配體A來說明HPFCM在拆卸中的應(yīng)用。根據(jù)產(chǎn)品裝配圖，參考從SolidWorks三維模型中提取的零件間的配合等信息，對半動打包機的拆卸建立一層概率模糊認(rèn)知圖，對拆卸過程中的穩(wěn)定性建立一層概率模糊認(rèn)知圖，將這兩層概率模型認(rèn)知圖合并形成第一層層次概率模糊認(rèn)知圖。圖？為A的拆卸模型，各節(jié)點C1~C9(螺釘1和壓板，小裝配1，滾珠，小裝配體2，連桿，螺栓銷釘，小裝配體3，機身) 圖1 A的層次概率模糊認(rèn)知圖 圖1的HPFCM鄰接矩陣E(0)為 設(shè)概念節(jié)點Cki狀態(tài)值為1的條件下 在概念節(jié)點Ci狀態(tài)值為0的條件下 則可以分別用Ci、Cki表示、、及經(jīng)過閾值調(diào)整過后的各概念節(jié)點狀態(tài)，此例中，層數(shù)k=1。Vk(t+1)= Vk(t)Ek(t)，Vk(t+1)=f(Vk(t+1)),t=0,1,2,…，n。A初始狀態(tài)為所有零部件都沒有拆卸，故初始狀態(tài)為V(0)= VC1(0),…，VC9(0)=, Ek(t)初始值為E(0)，當(dāng)某幾個或幾個零件拆卸后，E(0)中相對應(yīng)的行的值全變?yōu)?，E(0)轉(zhuǎn)化為Ek(1)，節(jié)點的閾值函數(shù)為： Ci全為0時，拆卸結(jié)束。半自動打包機組件的拆卸序列計算過程見表。表中，C1和C2拆卸順序可以是同時拆卸或一先一后拆卸，C8和C9也是一樣。這樣就可以得到A的拆卸序列，其中一條拆卸序列S是C1,C2,C3,C4.C5, C8, C9,C7,C6。假設(shè)又是一個子裝配體，那么就形成第二層層次概率模糊認(rèn)知圖，此層的拆卸序列計算方法和第一層一樣，最后綜合即為整個產(chǎn)品的拆卸序列。 表 半自動打包機組件A拆卸過程各概念節(jié)點狀態(tài) Ck1 Ck1 Ck1 Ck1 Ck1 Ck1 Ck1 Ck1 Ck1 C1 C2 C3