ICS 35.240.50 CCS J 40 DB2102 大连市 地 方 标 准 DB2102/T 0118—2024 工业三维零件模型数字化装配技术规范 Specifica tion for digital assembly for three -dimensional part models 2024 - 03 - 25发布 2024 - 04 - 25实施 大连市市场监督管理局 发布 DB2102/T 0118—2024 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 -2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由 辽宁省软件和信息技术服务标准化技术委员 会（LN/TC 09 ）提出。 本文件由大连市工业和信息化局归口。 本文件起草单位：大连惠友自动化有限公司、道本（北京）科技有限公司、 大连标准认证研究院有 限公司 本文件主要起草人：代晓林、 李文瑛、王宇、于天亮、于伟、郭晓光、白恩刚、吴欢、王正旭、王 细凤。 本文件发布实施后， 任何单位和个人如有问题和意见建议， 均可以通过来电和来函等方 式进行反馈， 我们将及时答复并认真处理，根据实际情况依法进行评估及复审。 归口管理部门通讯地址： 大连市工业和信息化局 （大连市西岗区胜利路 38号），联系电话： 0411-83631509 。 文件起草单位通讯地址： 大连惠友自动化有限公司 （大连市甘井子区小平岛邻海园 E东组团10号楼 一单元901），联系电话： 18241101861 。 DB2102/T 0118—2024 1 工业三维零件模型数字化装配 技术规范 1 范围 本文件规定了术语和定义、 三维零件模型数字化 装配方法 。 本文件适用于机械行业离散制造型 工业企业涉及产品的 三维装配建模设计形成的装配模型。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 数字化 digitization 指将信息转换为数字格式的过程 。即使用0和1两位数字编码来表达和传输一切信息的一种综合性技 术，将数据、图像等各种信息都变成数字信号 ，在同一种综合业务中进行传输 ，再通过接收器以及匹配 的软件系统 使其复原 ，可以无限地复原 ，而质量不会受到任何损害。 3.2 数字化装配 digital assembly 指利用数字化现实技术、计算机图形学、人工智能技术和仿真技术等构造数字化现实环境和产品数 字模型，从而在产 品装配过程中通过交互分析，仿真装配过程和装配结果 。 3.3 模型 model 指以任何方式（包括数学、物理、符号、图形或描述等方式） 对现实事务某一方面进行的抽象描述 。 3.4 三维零件模型 three-dimensional part model 是现实世界工业中使用的实体多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示 。 3.5 装配环境模型 assembly environment model 指进行数字化装配过程中建立的环境模型， 通常包括装配工具模型、 装配空间模型及装配流信息等。 DB2102/T 0118—2024 2 3.6 装配流信息 assembly flow information 描述整个装配过程中各装配环节所涉及的装配活动信息，例如装配上下游信息，各环节的装配要求 等。 3.7 装配工具模型 assembly tool model 指数字化装配环境下表达装配过程中所使用的工具、工装及相关设备信息的模型。 3.8 装配空间模型 assembly space model 指描述装配工具、数字化操作者以及装配模型在进行数字化装配活动中所形成的包络空间的模型。 3.9 数字化操作者模型 digital manipulator model 指参与数字化装配过程的数字化人 整体或局部模型，例如数字化人模型、数字化手模型等。 3.10 装配过程仿真 assembly process simulation 指在数字化环境下，对产品的装配过程规划进行模拟的过程。 3.11 信息模型 information model 工程数字化交付过程中建立的以工程对象为核心的数据、文档和三维模型及其关联关系的信息组 织。 3.12 点云模型 point clouds model 指通过三维扫描仪获取的离散的采样点集。通常包含采样点的三维坐标、法向以及表面外观属性。 点云可用来表示连续的三维模型外表面。由点云构成的曲面称为 点集曲面，又称点模型。继以三角网格 为几何模型的表达方式之后，点云成为几何模型又一种新的表达方式。以点云为研究对象的点云几何处 理也成为计算机图形学中的一个新的研究领域。 4 三维零件模型数字化 装配方法 4.1 概述 三维零件模型数字化装配是将多个三维零件模型进行装配建模， 并将装配建模所形成的装配模型进 行装配分析、模拟与仿真的过程。在设计阶段采用数字化装配可缩短相关产品产线设计和研制周期；在DB2102/T 0118—2024 3 实际应用中可通过数字化装配实现对相关产品（产线）的调试、维护及故障排除模拟 。 4.2 装配模型 4.2.1 装配模型信息 装配模型应包含如下信息： a) 几何要素，即装配模型本身所包含的点、线、面、体和坐标系信息； b) 约束信息，即包括装配模型所含装配单元之间的约束关系信息； c) 工程属性，即包括装配模型的装配结构树信息、装配技术要求、材料属性等。 4.2.2 装配环境模型信息 装配环境模型应包含如下信息： a) 装配工具模型，即装配环境中所涉及工具的相关信息，包括工具的名称和几何信息，以及工具 在装配过程中的工作特性信息 ； b) 装配空间模型，即包括装配空间的名称和几何信息 ； c) 装配流信息， 即包括装配流的名称、属性、装配上下游信息以及在各装配环节的装配要求等信 息。 4.2.3 操作者模型信息 数字化操作 者模型应包含完整或部分的数字化模型信息，包括几何信息、标识信息、姿态信息以及 疲劳特性等信息。 4.3 装配流程 4.3.1 数字化装配流程 参见附录 A。 4.3.2 装配过程规划 4.3.2.1 装配顺序规划 ： a) 装配顺序的生成 ： 1) 确定符合工艺要求的 装配单元装配方向； 2) 宜考虑装配单元装配顺序的几何可行性检查； 3) 宜考虑零件重点装配协调部位的装配工艺性分析： 4) 宜考虑装配单元装配的可操作性分析。 b) 装配顺序的评价依据 ： 1) 提高装配并行度，即提高分析装配操作时间并行的能力，从而使并行度提高，装配时间越 短，装配成本越低； 2) 提高子装配单元稳定性，即提高捕述子装配单元的稳定程度，主要分析在装配过程中产品 装配单元的装配定位要求，保证子装配单元具有良好的稳定性； 3) 降低操作复杂性，即降低装配操作的复杂程度，应使重定向或移动的子装配单元应该易于 操作； 4) 装配重定向数，即装配方向在产品装配单元装配过程中的改变次数，要求重定向数越小越 好； DB2102/T 0118—2024 4 5) 精益性分析，即在装配过程中相似的装配操作应集中完成的性质； 6) 人机工效 ，即把人、工作场所、硬件（工具、设备及工作场所）的设计与人的体力、体形 和功能通过三维模型仿真、装配联系起来，使得作业更能够与人相适应； 7) 装配工艺性，即数字化装配过程中装配单元、工装、工具等在装配环境中的可操作性、空 间敞开性等。 c) 装配顺序优化的一般过程 ： 1) 对装配顺序按照评价指标进行单项评价和综合评价 ，评价指标依据产品外观和功能的要 求，并经济地考虑到制造系统的能力，合理地给零部件制定公差和性能要求； 2) 选择综合评价值最高的装配顺序； 3) 对装配顺序进行局部的调整以获得最优的装配顺序。 4.3.2.2 装配路径规划 ： a) 装配路径的生成 ： 1) 定义每一个零件装配单元的装配路径 ； 2) 确定装配单元在装配路径中所处的位置和在装配空间中的姿态 ； 3) 分析零件装配单元在装配路径上的局部碰撞问题 ； 4) 对零件装配单元的装配路径进行几何可行性检查 ； 5) 对零件装配单元的装配路径进行物理可行性检查。 b) 装配路径优化的一般过程 ： 1) 对装配路径按照评价指标进行单项评价和综合评价； 2) 选择综合评价值最高的装配路径； 3) 对装配路径进行局部的调整以获得最优的装配路径。 4.3.2.3 装配过程仿真分析 ： a) 综合零件装配单元的装配顺序和装配路径，形成装配过程序列； b) 实时分析装配单元在装配环境中的装配过程是否存在碰撞问题、 不协调问题， 并反馈分析结果； c) 根据分析结果对零件装配单元的装配顺序或装配路径做出调整，改进零件的可装配性； d) 对调整结果反复进行装 配过程模拟，直到完全解决碰撞问题和不协调问题。 4.3.3 装配仿真 4.3.3.1 环境设置 在进行数字化装配