虚拟装配与CAD之间的信息交换

该文指出了虚拟的产品零部件模型在CAD系统与虚拟装配系统之间的差异.通过分析指出了进行虚拟装配应当从CAD系统中获取的信息内容,如何使用CAD提供的接口和API获取零件的装配信息以及如何在虚拟装配系统中使用所提取的装配约束信息,为工程实践中开发虚拟装配系统以及实现CAD与VA的集成提供了一条技术途径.     

VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

虚拟装配环境支持下的产品可装配性评估

为了解决传统的产品可装配性评估研究需要结合实物模型或样机进行反复试验造成的评估周期长且成本高的问题,提出虚拟装配环境(VA)下的产品可装配性评估方法.从CAD模型及产品虚拟装配操作过程中分别得到产品装配中各零件的基本属性信息及主观属型信息,建立零件属性信息模型,通过Boothroyd-Dewhurst方法中的装配操作时间表计算得到产品装配效率,对产品可装配性进行评估.以减速箱产品装配为研究实例在虚拟环境下对产品可装配性进行了评估,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于STEP和OSG的虚拟装配系统

针对传统虚拟装配系统中装配灵活性不足以及模型格式的局限造成的问题,对工业CAD设计中STEP标准进行了研究,并结合开源虚拟现实引擎OSG (OpenSceneGraph)的技术特点,设计出一个虚拟装配系统,并解决了其中关键技术问题,仿真出一个原型系统.系统采用OSG组织STEP产品模型的拓扑结构,并采用NURBS曲线曲面方法表达STEP模型的几何形状信息,将STEP模型读入系统,根据模型特征面、线之间的配合关系实现装配.系统的实现不仅增强了装配的灵活性,还使工业CAD与虚拟现实系统无缝结合、数据双向通信,同时也扩展了OSG的应用范围,从单纯的图形渲染走向虚拟装配制造领域.为虚拟装配设计、教学培训提供了方便有效地支持.     

CAD中的产品信息建模技术

产品信息建模就是一种核心的信息处理技术,是CAD中所要解决的一个核心技术问题。 产品信息是定义一个零件、零件的装配体在其生命周期中的几何形状,功能以及行为的所有数据,它包含几何、拓扑、精度、材料、管理、装配关系、属性、技术等方面的特征。建立产品信息模型的目的是为了将所关注的客观事物抽象成形式化描述,以便于计算机处理。从整个CAD技术发展的历程来看,产品信息模型的表示往往决定着系统的功能,同时也决定了系统的相应的算法、数据结构、用户界面乃至系统结构。对产品信息模型的研究,随着CAD实用化程度的提高,经历了由简单到复杂,由几何模型到集成化产品信息模型的发展历程。     

基于CAD网络分布式虚拟装配环境实现

复杂装配体中零部件碰撞检测实时响应是虚拟装配中的瓶颈,针对以上不足,提出基于CAD网络分布式的虚拟装配环境。,在CAD服务器端的装配体中,构建包括自身的零件两两精确碰撞检测所需时间表,包容盒快速碰撞检测得到所需进行精确碰撞检测的零件对及其总时间,贪婪法快速分配零件对任务给各客户机;利用面向连接的TCP/IP套接字(Socket)协议进行数据传送,在CAD客户机端进行零部件碰撞检测计算,碰撞结果通过网络返回CAD主机,解决了碰撞检测的实时性响应问题。并在散货装船机装配过程仿真中得到成功应用。     

基于语义特征造型的虚拟装配

协同虚拟装配技术是虚拟样机技术与虚拟现实技术相结合所产生的一个新的研究热点。基于细胞元表示的语义特征造型技术,提出一种统一的协同虚拟装配框架,在该框架下能够有效支持异构CAD系统间零件及装配体的协同装配。网络传输以特征依赖图存储的操作信息,可降低网络负荷,提高响应速度。该思想初步应用在自主开发的HUST-CAIDS与UG间的异构协同设计中,证明了以上理论的可行性。     

基于语义的虚拟装配仿真模型研究及应用

针对虚拟装配中装配模型的信息完备性与虚拟仿真系统的交互效率之间的矛盾,提出一种轻量化的基于树-图分离结构的虚拟装配模型,该模型包括装配树模型和语义关系图模型。装配树模型以二叉树的形式表达虚拟产品的层次结构以及零部件间的装配顺序,语义关系图以二分图的形式表达零件之间的装配关系。将该模型应用于水轮机组虚拟装配仿真系统中,不仅满足了虚拟仿真过程对装配模型信息表达的要求,而且减少了系统存储负担,提高了交互效率。     

增强现实环境下的产品装配引导技术

以增强现实环境下引导产品装配为目标,建立了面向增强装配过程的统一 信息模型,管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪 技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位,通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处 理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装 配视频场景中。并开发了演示系统,分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。     

基于Inventor的三维参数化部件库系统的开发方法

介绍了基于AutodeskInventor的部件库的体系结构和实现方法。把部件库系统分为零件库和部件库两层结构,通过部件模型确定组成部件的组成零件及其装配关系,通过数据表和程序确定零件的规格。此方法解决了常用三维CAD软件不直接支持装配件参数驱动的问题,使得基于三维CAD软件创建部件库系统成为可能。文中所述部件库系统是使用VC++对Inventor进行二次开发而得到的。同时,该方法也适用于其他常用三维CAD软件。