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。     

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.     

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.     

航空发动机教学实验系统的虚拟装配技术研究

航空发动机虚拟教学实验系统的建设是将VR(Virtual Reality)技术与实验相结合的一次综合性的实验探索与尝试.该系统是将虚拟装配及拆卸、模化实验、模型流场的动态显示及发动机试车等综合仿真实验系统,重点论述了教学实验系统开发中的虚拟装配技术,在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对航空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.最后还展示了利用航空发动机三维可视化虚拟装配系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了虚拟装配系统与传统装配相比较的优势和特点.     

面向网络实验教学的虚拟协同装配技术研究

基于网络实验教学环境下对虚拟协同装配提出的不同需求,分析了其与面向设计的协同装配实现技术之间在定义、目的等方面存在的差异,提出了面向网络教学下虚拟协同装配的概念,并界定了其内涵及实现时需要考虑的因素。研究了支持协同装配的虚拟模型实验室的搭建、虚拟协同装配的语义信息表达模型和装配过程中干涉检测的方法,提出了网络协同虚拟装配实验平台体系的架构方法,并就系统的功能实现、虚拟协同装配执行过程进行了阐述,最后以柱塞泵示例了解系统的初步实现情况。     

精馏系统的虚拟装配技术研究

将虚拟装配技术引入化工流程中,对可视化设计化工流程、培训工人操作技能以及化工厂的数字化建设具有很大的应用价值。通过分析精馏系统,搭建了可视化装配平台。根据装配约束条件建立了可装配设备模型。提出了"1+1"和"1+n"普遍化的装配方法,实现了装配复杂精馏系统。通过输出装配信息,获取精馏系统装配过程中的装配方式和装配序列,验证装配操作的正确性。装配测试表明装配方法正确可行,其真实性、准确性和有效性满足了精馏系统虚拟装配的要求,实现了自由选择设备装配所需的精馏系统。系统可扩展性强,通过添加其它单元设备,可以实现所有化工流程的虚拟装配。     

虚拟装配仿真系统相关技术的研究

研究了一种等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装备虚拟装配仿真系统,介绍了系统的装配模型以及装配顺序和路径的规划.建立了虚拟装配仿真场景结构图,并采用细节层次技术对仿真场景进行优化.为了能够实时、方便地修改装配序列和装配路径,准确地描述零部件在装配或拆卸过程中的位置姿态信息,提出了一种虚拟装配的描述语言代码(V代码)和虚拟装配函数(V函数).最后采用基于包围盒逐层分解的干涉检验方法,实现装配过程的干涉检验.该仿真系统有助于缩短产品开发周期、提高设计质量、降低装配成本.     

基于OpenFlight的虚拟装配信息表达技术

为实现模型从CAD系统到虚拟装配系统的转换,提出基于OpenFligth的装配信息表达方法。将虚拟装配所需要的模型信息分为装配信息和零件信息两个层次,通过CAD二次开发技术,提取装配信息及零件信息,分别写入扩展后的OpenFlight层次化模型数据库。基于OpenFlight的信息表达方法解决了模型重构技术中繁杂的映射问题,避免了装配信息向中性文件的写入过程,具有可扩展性,较好地解决了CAD系统与虚拟装配系统之间的数据集成问题。建立基于Vega的虚拟装配系统,验证了转换方法的可行性。     

面向虚拟装配系统的模型数据库构建

针对虚拟装配系统中三维模型数据量大的特点,提出在采用关系数据库表达层次模型的基础上,基于Oracle数据库的LOB（大的二进制对象）来实现三维模型及装配信息的存储与读取功能。应用VC++构建了虚拟装配系统软件平台,实现了三维模型文件在虚拟装配系统中的显示与管理。     

基于矩阵运算的虚拟装配体拆卸过程建模方法

现有装配体建模方法在描述虚拟维修训练中装配体拆卸过程时,存在的信息冗余大、建模过程复杂等缺点,在研究现有装配体建模方法和分析装配过程与拆卸过程差异的基础上,提出了一种面向虚拟维修拆卸过程的建模方法。该方法以矩阵描述装配体模型,用矩阵运算描述零部件拆卸过程,简化了建模过程,减少了模型数据量,为虚拟维修训练系统的快速构建提供了一种思路和方法。     

虚拟环境下面向装配的设计系统的研究

虚拟环境下面向装配的设计,是一种集成虚拟现实技术和装配性评价的交叉学科研究,文中提出了一个虚拟环境下面 向装配的设计系统VirDFA(Virtual Design For Assembly)的体系结构,首先描述了虚拟人工实时拆卸的过程,着重研究在实现虚拟人工拆卸过程中,需要解决的装配体物性建模、虚拟环境下装配约束的动态管理及装配序列/路径的自动记录等关键技术,其次,从面向产品结构和装配工艺过程两方面的再设计角度,构建了装配性评价体系,提出了定量的装配效率模型和装配复杂度指标模型。并从装配成本的角度来评价产品的装配性优劣,为产品和装配工艺规划的再设计提供了依据。     

虚拟装配技术的研究综述

对虚拟装配技术的研究状况进行了全面的综述和分析。根据实现功能和目的不同,将虚拟装配分为四类。从虚拟装配环境、虚拟装配关键技术及虚拟装配应用系统三个方面,对虚拟装配技术的研究内容进行了分析和综述。探讨了传统虚拟装配环境的优势与不足,研究了二种新型的虚拟装配环境。总结了虚拟装配中各关键技术的研究和应用概况,重点分析了其中的装配建模、约束定位、工艺规划三种技术。介绍了四种典型的虚拟装配应用系统。最后,最后指出了目前系统开发和应用方面存在的主要问题和不足。     

基于对象的分层树状装配数据模型设计与实现

虚拟装配环境中一个关键问题是装配环境在代码层、数据存储层、几何模型层、物理模型层、显示层及装配对象层的数据一致性。该文通过对装配体的分析,讨论了分层树状数据模型的实现方法。方法使用基于面向对象的概念和树结构清晰而简洁地将装配体在多个层次上有机的连接起来,实现了装配环境中各种数据的统一,提高了虚拟装配环境中数据的存储、表达的有效性。     

基于增强人机交互技术的虚拟装配

提出了基于虚实融合、增强信息和约束代理的增强交互技术,从视觉、信息和操作三个方面来改善虚拟装配环境的人机交互效率.虚实融合在保留虚拟现实全部交互方式的同时附加真实装配场景来丰富装配过程感知;基于文字和特征表示的增强信息为用户提供装配知识来引导装配操作;约束代理及其匹配规则可视化重建零件装配约束关系并避免了复杂计算.增强人机交互技术为虚拟装配的应用提供了一种便捷的交互手段.最后介绍了虚拟装配辅助支持平台的体系构架,并用实例说明了虚拟装配系统的运行流程.     

雷达高功率铰链装配工艺规划系统的开发

面向并行工程的需求,提出并设计了雷达高功率铰链三维装配工艺规划系统（HPH-CAAP）。系统利用微软的Microsoft Visual C++ 6.0作为开发语言,UG/OPEN API作为开发工具,用来验证和改进产品可装配性的仿真系统。阐述了HPH-CAAP的体系结构以及虚拟装配模型的定义、交互式装配工艺规划、装配仿真、干涉检验和模型的参数化重构关键技术模块。研究了HPH-CAAP各模块的实现全流程。最后给出了系统的应用实例。     

Object－Oriented Modeling of Virtual Assembly Process

Virtual assembly is a Virtual Reality (VR) based engineering application which allows engineers to evaluate, analyze, and plan the assembly of mechanical systems. To model the virtual assembly process, new methodology must be applied. Based on the idea that the virtual assembly system is an event driven system, the interactive behavior and information model is proposed to describe the dynamic process of virtual assembly. Definition of the object-oriented model of virtual assembly is put forward.     

虚拟装配技术概述

基于现代制造业的现状和发展趋势，从市场的需求出发，在总结传统装配技术的基础上，详细地介绍了虚拟装配技术的相关理论和相关技术，如：虚拟现实、虚拟环境等。虚拟现实和虚拟环境为虚拟装配提供了逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟仿真的场景，同样具有真实环境所有的特征。文章对虚拟装配的步骤、过程、分类及功能进行了系统地介绍，在现有知识的基础上，提出了更新的、更有实际意义的技术思想，总结了一般意义下虚拟装配的实现技术，得出虚拟装配的现实意义。     

VRML 虚拟现实网络互动仿真装配平台的研究

在计算机上实现了虚拟装配的流程以及运用VRML 创建可视化的三维虚 拟场景,提出了一种基于VRML 和Java 的虚拟现实构建方法,以增强VRML 虚拟场景与外 界的交互性,并通过实例提出了创建网络虚拟装配交互仿真的具体方案。该方法不仅可用于 演示网络环境下的可视化装配,也适用于基于VRML 的其它领域科学可视化。     

面向虚拟环境的装配体模型研究

人机交互是虚拟装配的本质特性和技术瓶颈，能反映交互过程的装配体模型构造，是虚拟装配领域的一个关键问题，给出一种时序的装配体模型，对时序的聚合关系、时序的约束关系以及时序的行为结构给出定义和分析，为实现该模型，还给出了零件的中间模型和对象复杂行为构造，同时对虚拟装配直接操作的交互过程、交互模式及装配工艺知识给出了时序的形式描述，这是连接人机交互与装配体模型以及模型与工艺生成的桥梁．一致的表示模型减少了交互装配信息的冗余性，有利于提高交互信息的复用，为交互生成工艺提出了新方法。