基于装配任务的虚拟装配工艺模型研究

面向过程的虚拟装配工艺规划系统对装配工艺模型提出了新的要求。在对虚拟装配工艺规划过程中的工艺数据进行分析的基础上，提出了产品层次装配任务链模型，该模型能有效表达虚拟装配工艺规划过程中的工艺数据，同时给出了由产品层次装配任务链模型向虚拟装配工艺模型转化方法，建立了虚拟装配工艺模型。开发了虚拟装配工艺规划系统VAPP，对研究结果进行了验证。     

虚拟环境下的线缆装配建模技术研究

虚拟现实技术为解决线缆的优化布局及可靠性装配问题提供了一种可行的技术途径,而如何在计算机内部组织和表达线缆的模型信息、属性信息和工艺信息等相关信息是实现虚拟环境下线缆装配工艺规划要解决的首要问题。在分析虚拟环境下的线缆模型应包含管理属性、电气功能、几何结构和装配过程这四类信息的基础上;着重介绍了基于离散控制点建模思想的线缆几何结构层次化表达方法以及基于布线任务的工艺规划过程描述方法。并在自主开发的虚拟装配工艺规划系统VAPP上对相关方法和技术进行了实例验证。     

面向装配工艺规划的集成式装配模型研究

虚拟装配能够有效地支持装配设计过程,提高产品可装配性。提出了面向装配工艺规划的虚拟装配体系结构,在此基础上提出了一种面向装配工艺规划的集成式装配模型,并分析了模型的信息组成、获取方式和组织结构。结合某燃料电池设计项目,在清华大学国家CIMS工程技术研究中心的虚拟装配支持系统VASS上对面向装配工艺规划的虚拟装配体系结构和集成式装配模型进行了验证。应用表明,该集成的产品装配模型能够有效支持产品装配工艺规划的全过程。     

虚拟环境下线缆建模及装配规划技术的研究

线缆的装配规划是一个复杂的问题．分析了线缆建模及其装配规划的特殊性，并指出了现有CAD线缆建模与布线工具的局限性。根据虚拟环境的特点，提出了线缆离散控制点建模技术，将线缆简化成由一系列截面中心点相连而形成的空间连续折线段。在实验室以前工作的基础上，研究和开发了虚拟环境下的线缆装配规划模块，并介绍了该模块的层次结构。     

面向虚拟装配的复杂产品装配路径规划技术研究

在对虚拟装配中的装配路径规划基本流程进行分析的基础上,指出了虚拟环境下进行装配路径规划的关键技术,并提出了基于有效采样点的装配路径优化方法,虚拟环境下基于几何约束的零件三维空间运动方法,集几何约束自动识别、交互式约束定义和位置约束为一体的混合模式的零部件精确定位方法。相关算法在自主开发的虚拟装配工艺规划软件VAPP中得到实施,并应用到航天产品的装配工艺设计中。     

灌装生产线虚拟环境的多Agent建模研究

通过对灌装生产线虚拟环境的特点和描述方法分析，提出了灌装生产线虚拟环境Multi-Agent新的建模方法。将复杂的生产线系统化为主Agent与子Agent的空间网络关系，对主Agent结构中的六元组进行了定义，用消息传递机制来描述虚拟生产线动态实体的行为机制，构造了Multi-Agent系统总体框架。利用WTK和VC 开发了虚拟灌装生产线仿真系统。应用结果表明：该系统具有实用性、有效性，为企业生产线工艺立体布置设计、系统优化、决策、关键设备可制造性的评估提供了集成工具。     

可重构装配线多agent系统中的本体研究

提供多agent制造平台agent之间通讯所需的机器可理解的通讯内容语言，是构建多agent制造平台的重要内容。分析与总结出可重构装配线多agent平台对其本体模型存在提供装配制造知识及支持重构过程两方面需求，并因此将本体模型划分为通用本体与重构本体两部分．以某汽车变速器可重构装配生产线为背景，研究该环境下的具体本体建模技术。在设计了描述装配线制造知识与制造机理的通用本体基础上，通过分析可重构装配线多agent平台的重构机理，定义了由具有装配行为特征的重构动作原语组成的重构本体．构建的本体模型已应用于重构装配线多agent平台的开发。     

基于遗传算法的机器人装配顺序规划的研究

装配顺序规划对于机器人自动装配的可行性和优化性方面起着重要作用。首先在装配工艺信息的表达、零件装配顺序的染色体表示、装配中约束的分类方法方面进行了研究，并提出将不同类型的约束在遗传算法的不同阶段予以考虑。针对装配零件顺序规划和优化中的具体要求，对遗传算法作了改进，在传统的遗传算法步骤中增加了一个静态约束检测步骤。仿真结果表明该方法是有效的，为机器人自动装配中的装配顺序的自动生成提供技术支持。     

虚拟装配技术的研究综述

虚拟装配是虚拟现实技术在制造业的典型应用.从虚拟装配环境、虚拟装配关键技术、虚拟装配应用系统三个方面对虚拟装配技术的研究状况进行了分析和综述.探讨了现有虚拟装配环境系统的不足,研究了两种考虑人体活动的新型虚拟装配环境系统.总结了虚拟装配各关键技术的研究和应用概况,重点分析了虚拟环境下的装配建模、约束定位、工艺规划、人机因素等技术研究状况,指出了目前面临的主要问题.最后介绍了几种最近几年出现的典型虚拟装配应用系统,并指出了将来的发展方向.     

混合装配流水线上最小makespan的协同优化

混合装配流水线是实现快速响应的一种多品种小批量的生产组织方式,流水线平衡和产品排序是紧密相关而且对目标值存在交互影响作用的两个NP-hard问题.文章分析了流水线平衡与产品排序对流水线的makespan目标的交互影响,建立了优化模型;基于两个问题的交互影响,采用协同进化算法,并行协同地优化混合装配流水线上的makespan.通过对经典流水线问题的计算实验,并与串行独立优化方法对比,结果表明:并行协同优化是一种全局优化方法,能够克服后者的局限性,改善优化的结果,进一步地,文中对混合装配流水线上makespan的协同优化方法可以推广到Flowshop的优化中去.     

面向虚拟装配的框架数据模型研究

为了解决虚拟装配系统中装配意图的捕获、零件模型的精确定位等问题,提出一种框架数据模型。将典型装配过程性知识封装到过程框架中,将蕴藏在零件模型B-rep中的工程信息封装到特征框架中,框架实例对象同产品层、显示层中的数据对象一起构成框架数据模型。应用结果表明,数据模型不仅满足了装配信息完整性和虚拟现实实时性的要求,而且帮助解决了上述问题。     

一个虚拟装配支持系统的实现

虚拟装配是虚拟制造的核心关键技术之一。为了实现产品的虚拟装配，自主开发了虚拟装配支持系统（VASS），它能够在虚拟状态下对产品装置进行分析、仿真，实施数字化预装配，生动直观地分析、验证与改善产品的可装配性。文章介绍了该系统的总体结构，讨论了主要关键技术，如装配模型、装配顺序规划、装拆运动表达、干涉检查等。该系统已在实际项目中得到有效应用。     

基于Project的虚拟维修拆装过程建模

分析虚拟维修拆装过程描述的复杂性,提出利用项目管理软件Microsoft Project建立维修拆装过程模型的方法。建立的过程模型主要包括:拆装结构模型、拆装资源模型和拆装运动模型。其中,利用了Project中WBS层次管理、设定任务优先级及任务链接等功能建立基于层次关系和关联关系的拆装结构模型;构造用于表现螺旋运动、直线运动和空间运动的三个描述公式,建立拆装运动模型。最后以某型坦克起动电机的拆卸为实例,说明建立的模型能很好地应用于维修拆装过程的描述,并且具有直观性。     

虚拟装配关键技术及其发展

虚拟装配技术是虚拟制造技术的关键部分,它主要实现两个层次的映射,即底层用产品虚拟模型映射了产品物理模型,顶层的虚拟装配仿真过程映射了真实的物理装配过程。虚拟装配关键技术主要包括:碰撞检测、零部件建模以及数据交换与集成、装配规划、基于约束的运动导航与精确定位、线缆管路等可变形体零件装配技术、知识的提取与应用和装配评估与验证等。文中对这些关键技术的研究现状进行了综述,并根据研究现状分析了虚拟装配技术中存在的问题以及发展趋势。     

发动机虚拟装配教学实验系统关键技术研究

虚拟装配技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用。在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题。并首次提出了将虚拟装配与发动机教学实验相结合的虚拟发动机装配教学实验系统的构想。最后还展示了利用发动机三维可视化虚拟装配教学实验系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了该虚拟装配教学实验系统与传统装配相比较的优势和特点。     

装配仿真系统中装配运动引导方法研究

针对在交互式装配过程中零件模型如何精确定位问题，提出了一种基于零件装配特征、体素特征信息的装配运动引导方法，介绍了该方法的设计思想，给出了该方法在装配仿真系统中的实现流程。并对特征信息的获取、装配意图自动捕捉、受约束运动的实现、碰撞检测、装配约束的建立等实现该方法的关键技术进行了较为详细的论述。