机械设计外文翻译译文--自动识别机械装配中的几何约束(编辑修改稿)

机械设计外文翻译译文--自动识别机械装配中的几何约束(编辑修改稿)内容摘要：

沿着弧的方向。 弧的方向在图形中用一个箭头表示。 此外，每个节点有一套与之相关的弧端口，每个弧端口对应 PCFS 中的一个配合表 面。 这些概念在图 8 中有例证说明。 图 8 展示了一个装配及其相关的超图。 底部图的每个箭头代表约束图中的一个有向弧。 实心圆附于节点，弧从此出发，指向的地方为节点的弧端口。 每个弧端口用约束组中与之对应的配合面的数量来标记。 装配约束作为装配约束图表的子图表出现，其中，每个节点都有一条从一节点弧端口指向图表中另一节点弧端口的弧。 图 8 八 、创建装配图的弧 连接在 PCFS 节点上的超弧与装配的配合状况有关。 要通过弧将一个节点与另一个节点连接起来，需要一个几何推理过程，以防止出现错误的装配约束确定。 这常发生在圆柱形和球形 装备的配合状况中。 一个单一超弧连接每个节点的端口，每个超弧可有多个目标节点。 这模拟的是：约束组的每个配合表面在装配中可有多个配合状况。 图 8中，组件 A的配合面 2有两个配合状况。 这由起源于节点 PCFS1,2A的端口 2来表示。 节点 PCFS1,2A有两个目标节点： PCFS1,3C 和 PCFS1,2C。 节点 PCFS1,3C和节点 PCFS1,2C 的弧都回指向节点 PCFS1,2A，但这些弧都只有一个目标节点，因为它们的配合表面都只和一个配合状况有关。 用几何测试来决定一对节点是否应该由一个特 定的配合状况相连接，就是看配合表面是否真的限制约束组按 PCFS 原来定义的方式平移。 在一对平面对立的配合状况下，这个要求容易满足。 表面法线名义上方向完全相反；因此，如果一个约束组是固定的，那么另一个也会被阻止在空间特征向量方向移动。 超弧连接的通用测试是让配合状况中 PCFS 配合表面的空间特征向量方向相反。 然后将这个反方向的空间特征向量与 PCFS 的另一配合表面的空间向量进行比较，其配合状况与第一个配合表面的配合状况一样。 如果 反向的空间特征向量与配合空间特征向量空间重叠，那么，就可创建一对定向弧将 PCFS 的节点与 配合表面对应的弧端口连接起来。 图 9a 所示的装配由两个块和三个夹具表面组成。 块之间有圆柱形配合状况。 如果有图中所示的配合状况，则每个块都有一个单一的 PCFS，如图 9b 所示。 块 A的配合面 3，其空间特征向量的 PFSC范围由面 3组成。 同样，块 B 的配合面 1 的空间特征向量为一个单独向量，它的 PCFS由面 2 组成。 弧连接测试的第一步产生图 9c 所示的图形，其中，块 A的空间特征向量已反向。 块 B 的空间特征向量叠加在相反的空间特征向量上，并清楚表明它们之间有一个非空集。 这就导致如图 9d 所示的约束图的连接。 对相交的空间 特征向量的测试完全以同样的方式适用于三维的例子，如球形配合状况。 图 9 九 、全约束子图 下一步是用约束图来确定装配约束。 图形搜索技术使用带有删除功能的广度优先搜索。 搜索时，删除功能在特定的情况下会将节点从图表中删除。 以图 8 为基础的一个例子将阐释该算法。 首先，任意任意选择图中一节点作为搜索的根节点。 图 10 中，搜索的根节点为 PCFS1,2A。 根节点沿弧扩大到邻近的所有节点，并把子节点加到节点单中继续扩大，节点单称为搜索清单。 这步如图 10a 所示，并标为搜索图中的第一级。 广度优先搜索使用一个 “先进先出 ”的 程序，即：图 中先找到的节点比后找到的节点先扩大。 扩大搜索清单的某个节点时，如果其子节点连接在一个没有弧指向的弧端口上，那么，所有子节点也会被列入搜索表中。 例如，如图 10b 所示，当 PCFS1,2B 被扩展时，根节点不会再次加入到搜索图中。 同理，扩大节点 PCFS1,3C 不会导致新节点加入到搜索图中，因为弧已经指向它所有的弧端口。 图 10b 显示在搜索过程中出现了一个重要情况。 节点 PCFS1,3C的弧连接到相应的每个弧端口，因此，不能再用来进一步扩展搜索图。 这种情况表明， PCFS连接到节点 PCFS1, 3C中的每个配合表面都得到满足，并且 PCFS 完全被约束。 这被标记为一个叶节点，搜索表首次可以进行删除。 叶节点的 PCH完全被约束，这表明搜索可以为指向叶节点的超弧忽略任何替代的目标节点。 叶节点将完全约束配合表面与这些超弧的弧端口相连接。 图 10 由叶节点 PCFS1, 3C 引起的删除操作如图 10c 所示。 这生成图 10d 的图表，搜 索清单上将没有节点能扩展。 搜索结束，只需决定搜索表是否构成一个完全约束子图（ FCS），从而代表一个装配约束。 一个 FCS 的确定由根节点开始递归下降搜索树决定每个节点是否叶节点，或在图中只有完全约束的子节点。 如果所有弧端口要么是超弧的目标，要么有超弧指向完全约束的节点，那么这个节点就是完全约束的。 图10d 上执行该算法确定这是一个 FCS。 FCS 中的节点被标记确定他们不应该被用于作为后续搜索中的根节点。 这是为了阻止识别冗余装配约束。 如果节点 PCFS1, 2C 在搜索中作为根节点，那么第二装配约束明显的在装配图 8 中被识别。 修剪是最复杂的搜索算法，因为可能出现大量数据增加的情况。 例如，可能出现节点 PCFS1, 2C 可能有子节点但同时本身被修剪的情况。 在这样的情况下，考虑到其他链接，可能有其余的图，有必要沿着节点 PCFS1, 2C 搜索图，并移除图中的子节点。 修剪规则如下：（ 1）修剪左右叶子树；（ 2）尽可能多的去修剪树；（ 3）从图中移除没有父母的节点。 图 1625 给出了搜索算法。 第二个例子演示的是多维装配约束的装配图搜索。 装配图 11 包含一个前面的方法无法识别的装配约束。 在装配图中图的底部有所有虚线和实线节点和弧的装配图。 实线表示用于搜索图中的弧。 每个节点都标记在他在搜索图中发现的层次上，无论是层次一还是层次二。 根节点和两个叶子节点也都要标记。 搜索图中的修剪节点有通过他们的两条粗黑线表示。 节点 PCFS1, 2, 3C 是搜索图中任意选择的根节点。 节点 PCFS1, 2, 3D、PCFS。