虚拟装配系统中模型数据转换的研究

针对虚拟装配系统中模型数据转换的问题,为了实现产品模型从CAD系统到集成虚拟装配系统的模型转化,提出了将虚拟环境下的零件信息进行分类转换的方法。该模型由装配对象信息、对象层次信息、装配对象的关系信息和面片信息所组成。通过对CAD系统的二次开发和CAD系统本身自带的模型转换接口,得到虚拟装配系统所需的零件模型数据。     

基于面片模型的人机交互装配关键技术研究

针对现有的虚拟装配系统大部分是基于实体模型,其计算量大、渲染慢、装配速度慢并且难以处理来自不同CAD系统模型的问题,提出了基于面片模型的人机交互快速装配方法.利用面片所包含的几何信息通过边界表示法重构零部件装配所需的几何信息和空间位姿信息,给出了基于面片模型的装配约束定义.通过人机交互技术将复杂的约束组分解为多个单约束进行求解,实现了约束的快速、准确的求解;按照旋转矩阵和平移矩阵对零部件的空间位姿进行变化,实现装配;最后基于HOOPS三维图形数据平台开发了虚拟装配系统.实践证明,该方法可以有效地减少计算量、提高装配速度、实现协同装配.     

面向虚拟装配的复杂产品装配建模技术

针对复杂产品特点,提出并分析了虚拟环境下复杂产品的装配建模技术:虚拟环境下的实体模型表达和装配模型.实体模型表达采用精确模型和面片模型结合的混合方式进行,在单元划分基础上,构造了复杂产品的基于单元的4级多层次关联装配模型.基于装配建模,建立了虚拟装配操作的基本流程,以一个船舶产品的装配建模实例验证了其有效性.     

虚拟装配系统开发中参数化模型表达与交互意图识别研究

面向教育培训的虚拟装配系统开发经常涉及多同类型任务、多培训模式、多显示终端的任务需求,传统开发方式往往是逐个定制开发. 为了提高重复性开发工作的效率和解决通用性问题,文章凝练了虚拟拆装操作的共性要素,提出了由任务要素、静态要素和动作要素构建的装配序列参数化表达模型,并设计了基于XML数据格式的参数化表达方法;基于此表达方法,研究了装配操作-交互意图的识别机理,实现了演示、练习和考核3种培训模式的人机交互操作的逻辑解析. 减速器虚拟装配案例表明了基于XML数据格式的参数化表达方法可以提高虚拟装配系统开发的效率.     

虚拟手术中表面网格切割优化算法的研究

针对人体器官的切割仿真是虚拟手术系统中的重要组成部分。本文通过移动切割轨迹与三角面片的交点对交点复制顶点平移法进行优化,并按照最小角最大化的原则重新构造三角面片以达到提高剖分质量的目的;提出了利用贝塞尔曲线方法构造切口凹槽的思想,采用复用二次贝塞尔曲线对切口凹槽进行细化。实验结果表明本文方法提高了切割后新生成的三角面片质量,使模型切口凹槽更为平滑,有利于虚拟手术的二次切割模拟。     

基于物理的虚拟装配产品信息模型研究

分析了基于特征的虚拟装配产品信息模型,指出基于物理的虚拟装配产品信息模型的特征.在对STEP标准类库中的材料库进行扩展的基础之上,提出了以特征层次信息、信息类库信息和装配结构来描述基于物理的三层虚拟装配产品模型,建立了基于物理的虚拟装配产品信息模型.     

CAD软件和虚拟设计系统的模型数据交换的研究

模型是虚拟设计系统的基础,对于机械产品,通常使用CAD软件创建零部件模型,并进行预装配,再进行模型的转换或特征信息的提取。本文介绍了虚拟设计技术在机械产品开发中的重要意义,并对CAD软件和虚拟设计系统的模型数据交换的进行了探讨。     

面向虚拟装配的计算机辅助装配工艺规划系统体系结构研究

为了解决虚拟装配工艺规划系统实际应用中的问题,提出了面向虚拟装配的计算机辅助装配工艺规划系统(CAAPPSFVA)体系结构,通过功能模型和信息流模型分析了该体系结构.该系统为虚拟装配系统提供了辅助功能,但与虚拟装配系统之间存在着松散耦合关系,可以独立使用并可与PDM系统实现集成.提出了使用工艺设计树对当前产品结构及其相关工艺文件进行管理的方法.原型系统的实现表明,该体系结构具有开放性、实用性,能够满足虚拟装配系统的需求.     

大型壳体类零件虚拟装配系统的开发

分析了航空航天领域大型壳体类零件的结构特点和装配要求,提出将零件看作自由曲面、通过虚拟装配仿真指导实际装配的方法,并进行了虚拟装配中的模型重构和装配仿真等.开发了基于CATIA软件的大型壳体类零件虚拟装配系统,并通过工程实例对系统的可行性进行了验证.结果表明:该系统能够根据零件检测数据重构零件模型,对零件重构模型进行装配过程仿真,并对装配体进行间隙分析,将分析结果以色图的形式进行显示及以数字的形式进行输出,为实际装配提供数据指导.     

智能装配工艺规划中的层次化装配语义模型

通过对传统CAD系统装配设计方法进行系统分析,提出一种基于虚拟装配的多层次装配语义模型,并在此基础上重点分析了装配语义信息的分析提取过程,其中包括空间位置关系、配合特征、装配特征、装配工程关系的提取.并根据此模型基于Prot g本体工具进行建模,导入三维虚拟装配工艺规划(3D Virtual Assembly Process Planning,3DVAPP)系统中进行验证,实现了装配工艺规划中的智能零件识别等应用,为智能虚拟装配提供了理论与实践基础.     

Integration of Computer Aided Inspection Planning with CAD Using STEP

ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＰｌａｎｎｉｎｇｗｉｔｈＣＡＤＵｓｉｎｇＳＴＥＰ￥ＣｈｅｎｇＹｅ，ＣａｔＦｕｚｈｉ，ＨｕａｎｇＬｉｎｃｈａｎｇ成晔，蔡复之，黄林昌（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎ...     

运用零件数据关联实现装配体参数化设计

将机械产品的装配模型抽象成两个零件的逐层级联关系,提出在装配节点建立零件模型的数据传递和继承关系,实现装配体参数化设计的方法。简述了装配模型的数据关联关系,对零件对象到几何模型、再到参数化模型中的数据关联进行了深入分析,并根据装配要求完成参数化零件数据的装配适应性改造。运用该方法在Pro/E系统中实现了减速器的参数化设计。     

面向虚拟装配公差建模方法的研究

阐述了虚拟装配系统中公差建模的基本方法,建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型,利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息,利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。     

基于配合约束图的拆卸建模

分析了虚拟装配和虚拟拆卸的关系,基于装配资源工程语义信息的配合约束图,给出了产品由装配序列规划到拆卸序列规划的转换关系。在此基础上得出拆卸模型的层次图,提出了层次图的基本组成,并给出层次图的邻接距阵,得出虚拟样机的拆卸模型,并应用于虚拟样机液压缸。     

基于知识融合的虚拟产品装配设计知识管理研究

客户的个性化需求使产品设计知识越来越丰富,为管理虚拟产品装配设计知识,以知识融合为理论基础,提出了知识管理系统总体结构.采用面向对象的XML知识表示方法,通过获得用户需求和工程规则,建立知识库.对知识进行规范化处理,通过设计任务分解,进行知识推理,建立虚拟装配知识模型.最终以垃圾车装填装置为例,运用NX软件的知识融合和二次开发技术,建立产品装配知识管理系统,实现设计自动化,有利于设计知识的共享和重用,缩短产品开发周期.     

基于装配的产品信息模型建模研究

为了支持产品的概念设计以及ＣＩＭ，并行工程等先进思想的实施，需要建立集成产品信息模型，而集成产品信息模型的建立应该基于装配而不是零件，为此提出了基于装配的产品信息模型。该模型应用虚零件的概念描述产品的功能，装配等信息，应用实零件的概念描述产品的细节信息。     

虚拟装配工艺规划及示教系统的研究

描述了基于虚拟现实的装配工艺规划及示教系统的体系结构.采用信息分解法实现了CAD系统与虚拟现实系统之间的数据转换;研究了虚拟环境下装配约束的动态识别与管理问题,实现了基于约束的装配仿真;建立了装配操作任务模型,为交互式工艺规划与评价奠定基础.实际应用证明,该系统一方面可用来评价和优化装配工艺方案,另一方面可指导装配工人培训和示教.