XML技术在产品模型数据转换中的应用

基于XML的数据描述功能,提出了采用信息分解的方法,分别将在产品建模系统中产品层次信息模型的装配和几何拓扑信息与三角面片信息以XML中性文档和三角面片模型文件的形式,通过数据转换接口传递到虚拟装配系统中,并在虚拟装配系统中通过映射关系进行模型重构,较好地解决了CAD系统和虚拟装配系统之间的信息共享问题,并通过实例验证了研究成果的可行性.     

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.     

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.     

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.     

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。     

支持异地协同设计的异构CAD虚拟装配系统

针对跨区域企业协同设计需求和现有基于CAD系统的虚拟装配只能单机操作的矛盾,基于虚拟现实建模语言(VRML)通用格式设计了支持异地协同设计的异构CAD模型虚拟装配系统。提出一种VRM L零件装配特征参数提取方法,在此基础上实现了零件装配约束;针对当前互联网环境低传输速率特点,使用基于参数-命令的操作命令传输机制,并运用操作令牌思想解决了协同过程中产生操作冲突的问题;在V-collide函数库的基础上实现了零件动态碰撞检测。通过与产品数据管理系统集成,应用到了产品设计、展示、售后维修整个生命周期过程,提高了设计沟通效率。     

虚拟装配环境中基于对象的三维物体拾取方法

基于对象模型提出了虚拟装配环境中三维物体快速拾取算法、实现方法和步骤，该算法不依赖于OpenGL或Direct3D环境，也不需要将所有模型数据转换到同一模型空间，而是根据虚拟环境中使用的矩阵对投影射线作反变换，通过射线与模型相交测试来拾取物体，其优点是节省大量的计算时间和存取空间．在虚拟装配系统中，对随意放置的模型进行了测试和验证，结果表明所提出的快速拾取算法、方法和步骤是有效的，为装配环境中进行物体移动、旋转，动态装配，信息查询等操作奠定了基础．     

虚拟装配设计系统与CAD系统的数据交换分析

本文在分析了虚拟装配设计系统的概念及类型基础上,进行了虚拟装配设计系统和CAD系统的数据交换分析。根据OpenGL作为Windows系统下一种通用图形系统的实际情况,提出以OpenGL作为建立虚拟环境统一数据接口的平台。同时,实现了常用的＊．obj格式文件和＊．3ds格式文件到OpenGL平台的转换。     

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 .     

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.     

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.      

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.     

虚拟仿真技术在装配机械手控制系统中的应用

结合虚拟现实技术与电气控制技术,针对装配生产线的特点和控制要求,开发了一套虚拟仿真系统,可用于系统监控、调试和人员培训.利用罗克韦尔软件编写电气控制程序,通过RSTestStand软件搭建机械手自动装配系统的3D虚拟仿真模型,并基于虚拟可编程控制器(PLC),实现了直线型、余弦-直线型速度曲线调速方案在虚拟仿真对象上的应用.虚拟仿真对象的动作视觉效果和监控曲线表明,控制系统工作良好,通过在机械手各动作的启停、加减速、匀速转换时引入余弦调速方案对速度控制进行优化,有效减小机械臂关节的震动和顿挫,取得了较好的动作流畅性.     

Modular Fixture Assembly Model for Virtual Assembly Design

To support modular fixture assembly design in virtual environment, a multi-view based modular fixture virtual assembly model is proposed. Instead of squeezing all assembly related information into a single model, three complementary views of assembly model, element information, function and structure, and assembly relationship are proposed to be used. The first view contains the detailed element information, while the other two explicitly capture the hierarchical function relationships and mating relationships respectively. These views are complementary in the sense that each view only contains a specific aspect of assembly related information while together they include required assembly related information. The proposed assembly model is specialized to accommodate the features of modular fixture virtual assembly design and applied in our developed prototype system.     

面向并行工程的产品装配模型

针对并行工程的需求,提出广义键概念,广义键ＧＬ（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｌｉｎｋ）是描述两个装配零件之间的所有装配关系的信息集,基于广义键建立了面向并行工程的产品装配模型,并给出了产品装配模型的数据结构,提出采用多重装配连接图表示零件之间的多重装配关系,基于广义键建立的产品装配模型可表示两个零件之间复杂的多重装配关系,为产品可装配性评价和装配工艺过程设计提供了丰富的产品装配信息,为实现ＣＡＤ／ＤＦＡ的信息集成打下良好的基础,该装配模型可支持并行工程。