可视化虚拟装配系统及关键技术研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一 ,可在产品设计阶段进行预装配 ,验证装配工艺的正确性 .基于SolidEdge的可视化虚拟装配系统 ,通过其二次开发 ,应具备装配路径设置、装配零部件位置和姿态调整及消隐、装配视角调整和视图放缩、虚拟仿真设置等功能 .系统的总体结构包括装配建模初始化、装配工艺文件获取、装配过程动画和仿真等模块 .其关键技术有 :解除CAD装配体约束 ,并提取虚拟装配零部件 6元组位置和姿态信息 ;以 6元组信息为基础的虚拟装配体重绘 ,及其装配过程仿真 ;包括虚拟装配零部件、装配体、装配路径和优先级、角度姿态、装配关键点坐标及绕坐标轴角度等信息的数据库组织 .     

定制家具产品的虚拟装配关键技术及应用

在面向装配的设计基础上对虚拟装配技术进行系统的研究,通过应用Visual LISP关联Excel数据库等二次开发方法,开发了基于AutoCAD环境的定制家具虚拟装配系统(VASCF)并给出了程序示例。初步实现了面向装配特征的定制家具产品零部件三维建模、基于产品零部件层次关系的定制家具产品装配分解图自动生成、定制家具装配过程仿真,以及定制家具虚拟装配过程干涉检验等定制家具虚拟装配关键技术的一体化流程。     

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.     

面向工艺的虚拟飞机部件装配

通常虚拟装配是面向设计的虚拟装配(DFA),只含有很少的工艺信息,本文提出一种面向工艺的虚拟装配方法,方便于在装配生产过程使用。此系统进行虚拟装配规划,建立对应装配体的工艺信息,可以学习和查看他人建立的装配体的工艺信息。     

虚拟装配技术在装配任务培训中的应用

以火车转向架虚拟拆装系统开发为例,叙述了开发虚拟装配任务培训系统的开发过程.使用Pro/E、3DMAX等软件建立三维模型后,导入EON Studio软件中进行模型驱动.详细描述了如何在EON中进行功能节点设置和通过连续复杂路径排列控制大量零件依次有序地进行精确运动的问题.虚拟装配任务培训系统以其直观、廉价、交互性好和可重复操作等优良特性,具有很大的市场潜质和应用价值.     

虚拟装配系统的建模、干涉检验及仿真

以产品特征模型为核心,提出了一种开发虚拟装配系统的特征建模方法和一种干涉检验算法,该特征建模方法采用矩阵存储装配关系的层级装配模型,实现了简化装配序列求解的目的;运用此干涉检验算法可以有效地计算产品各个零部件之间任意方向上的相对距离或干涉程度,然后综合特征建模方法提供的非几何信息进行可装配性分析·仿真部分包括装配仿真和运动仿真,利用层次装配模型生成的装配序列进行交互式有监督功能的装配仿真;参数化的运动仿真使用户可以充分了解机器的运动特性,发现与运动相关的问题,进行设计修正·     

虚拟装配系统及其关键技术

基于约束识别和混合建模思想开发了一个虚拟装配系统(VAE)．分析并构建了系统的功能模块和体系结构，研究了特征和网格混合建模、约束识别和求解以及实时碰撞检测等支撑VAE的关键技术，据此开发了基于PowerWall硬件系统的VAE原型系统．该原型系统可以完成产品的装配工艺规划和装配操作培训，并具备简单的参数化几何建模功能．     

基于Pro/Engineer的虚拟装配支持系统

虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分,是对传统装配技术的革新。本文主要介绍了基于Pro／Engineer开发的用于产品装配规划的虚拟装配支持系统(VASS),给出了系统的总体结构,并着力阐述了装配建模及其重构、装配顺序规划等关键技术。最后,介绍了该系统在某汽车设计与装配中的应用。     

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.     

基于Pro/E的刮板输送机装配仿真的研究

通过仿真装配技术对刮板输送机进行虚拟装配,利用Pro/Program模块选择零部件装配过程的路径及Pro/E提供的结构图Skeleton模块来解决碰撞和干涉问题,该设备通过仿真装配有效减少了开发设计的时间、降低组装的成本。     

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.     

船舶虚拟制造系统体系设计及关键技术

给出了船舶虚拟制造系统的定义,设计了包含船舶产品虚拟开发、虚拟工艺和虚拟造船企业环境架构的体系架构,讨论了船舶虚拟制造系统与船舶实际制造系统的相关关系,并从实施船舶产晶开发活动的并行开展和支持船舶生产经营活动的角度出发,为实现虚拟制造技术与造船设计、制造及装配、生产调度、质量管理等环节的有机集成.对船舶虚拟制造系统实现的关键技术进行了分析.     

虚拟环境中面向操作工艺规划的装配建模

交互虚拟装配技术已经广泛应用于产品设计和制造过程,然而由于虚拟装配操作和实际操作在时间和空间上不一致,目前的交互虚拟装配技术仍然难以直接支持装配工位上的操作工艺规划。为此提出了一种基于交互装配操作仿真的操作工艺规划方案,该方案建立包含全部装配要素的装配操作模型,基于该模型,通过交互装配操作仿真获取初始操作序列,再基于标准操作动作要素数据库将该操作序列变换成真实操作动作序列。重点研究支持操作动作序列获取的装配活动模型,以及操作仿真过程的模型求解问题。最后以一个发动机装配实例验证了上述方案和装配操作模型。     

一体化中药粉碎机虚拟装配技术

为获得集中搅拌、筛选和粉碎功能的一体化中药粉碎机的最优装配序列和装配工艺,将虚拟装配(VA)技术应用于该产品的研发中.在系统研究VA技术体系结构及其关键技术的基础上,应用开放式建模方法分析了一体化中药粉碎机及其关键部件的装配层次及装配关系,建立了产品完整的装配模型；应用基于知识的装配序列规划方法优化了产品的装配序列.研究结果表明:VA技术在一体化中药粉碎机研发中的应用缩短了研发时间,确保了产品制造和装配一次成功.     

基于装配语义的航天产品虚拟装配过程仿真方法

针对虚拟装配仿真过程中大量人机交互操作带来的效率低的问题,提出一种基于装配语义的虚拟装配过程仿真方法.通过分析航天复杂产品装配工艺,提取出4类典型装配操作并进行装配特征的参数化表达;通过匹配装配语义的装配特征基本信息和几何图元信息,实现了从语义层到特征层、几何层的装配语义层次化解析;从装配特征中解算出装配对象间的约束关系后,根据装配约束关系给定的运动方向和顺序,生成相应的位姿变化矩阵,驱动执行对象完成装配过程仿真.基于Delmia设计并开发了原型系统,以某卫星导航仪的装配过程仿真为例,对上述方法进行了验证.      

虚拟装配中DELMIA/Ergonomics的应用研究

介绍了虚拟装配以及DELMIA/Ergonomics模块功能。应用DELMIA/Ergonomics引入了人体模型;通过调整人体模型尺寸及其姿态并结合人机工程学对装配工具进行尺寸修改设计;结合虚拟装配技术,对装配模型进行虚拟装配,从而检验了装配模型的装配可达性,体现了人机工程学在虚拟装配中的作用。     

虚拟环境下人工拆卸的实现

从产品装配性分析的角度出发 ,提出了在虚拟环境下进行人工装配 (拆卸 )的方法 .借助数据手套、头盔装置等输入输出设备 ,在虚拟环境下操作者可以对装配体中的零件进行抓取、移动 ,并记录装配体拆卸顺序与各零件的拆卸路径 ,从而为产品的装配分析提供依据 .讨论了实现虚拟人工拆卸的若干关键技术 ,并用示例说明了该方法的有效性 .     

面向协同装配仿真的虚拟现实网格环境

针对复杂产品装配设计过程中,零部件模型众多,数据量巨大,一般虚拟装配仿真软件无法进行实时处理的问题,提出了一种新型虚拟现实网格环境.该系统通过网格资源管理及共享技术聚合企业大量空闲计算资源,采用基于Sort last算法和远程视频可视化的并行渲染框架支持实时交互式装配仿真.在汽车装配工位协同仿真中,该系统的主要设计功能和目标得到确认.仿真结果表明,在现有软硬件环境下,该系统能够较好解决大规模复杂场景的实时处理问题,同时可显著提高资源利用效率.     

虚拟装配技术在兆瓦级风机研究开发中的应用

针对当前虚拟装配技术中存在的问题,提出了面向产品装配过程的虚拟装配建模理论与方法,在理论研究的基础上,运用CATIA系统建立了兆瓦级风机机组整机的数字样机,并将样机模型提取到虚拟环境中对其进行装配干涉检查、装配路径规划和优化,确保了产品装配的一次成功,加快了风机机组的研发速度。     

集成CAD模型的虚拟微装配系统伺服控制方法

虚拟技术可克服微装配中显微视觉系统小景深、小视场的问题，但构造虚拟场景时，数据量大、效率低。利用微器件设计时的CAD数据，可减小构造虚拟环境的数据量、提高效率，能够使构造出的场景更精确。利用显微镜聚焦——失焦理论并借助于器件CAD模型构造虚拟环境；将获得的深度信息集成在伺服控制方程中。通过这些方法，可进行复杂路径的规划，完成三维微装配任务，仿真和实验结果均表明上述方法是可行的．