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。     

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。     

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.     

基于VRML-Java的虚拟装配系统开发

在讨论虚拟装配技术内涵的基础上,提出基于VRML-Java的虚拟装配系统体系结构,该系统实现了装配模型与显示模型的分离,以及系统的平台无关性。分析了虚拟装配环境的构建方法,论述了产品装/拆运动的表示及变换、虚拟装配过程控制策略、虚拟装配中的碰撞检测方法,以及Java与VRML的通信等系统实施的关键技术。开发了虚拟装配仿真软件,以球阀为例进行了验证。     

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。     

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.     

基于虚拟现实的潜艇虚拟装配系统

该系统是基于虚拟现实技术的潜艇虚拟装配系统。系统使用Creator／Vega虚拟现实软件平台实现，建立非常真实的虚拟装配环境，使用户有身临装配现场的感觉。用户在三维鼠标、位置跟踪器的帮助下可以随意地平移和旋转模型，完成装配操作。同时，该系统运用了Vega容体碰撞检测技术，较好地解决了虚拟装配中的瓶颈--实时碰撞检测。此系统大大缩短了设计周期，节省了设计制造的费用。     

一种新型SCADA RTU虚拟机系统设计实现

本课题是设计一种能在无人职守的工业环境中长期稳定工作的新型RTU,作为构成SCADA系统的核心设备,完成遥控、遥测、遥信、摇调功能。作者采用面向对象的设计方法对RTU虚拟机系统进行了总体设计,在此基础上采用模块化设计的方法,把RTU虚拟机系统分解成RTU指令解释和执行模块、实时监控模块、文件传输模块、I/O管理模块以及RTU虚拟机系统的管理模块,分别进行设计和实现。     

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）。     

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。     

基于Inventor的产品外观设计与实现

随着计算机技术的发展,计算机辅助设计(CAD)的水平有了很大的提高,CAD已不仅仅局限于进行二维图纸设计,而是能够建立真实地反映系统的三维实体模型,并且可以将多个三维实体模型装配为系统进行机构动态分析。Inventor是以实体建模为主,兼顾基础曲面建模的混合型三维建模的通用CAD软件系统。其核心组成部分为零件设计、装配设计、工程图纸;此外,Inventor还有一些特定行业的功能:动力学仿真模块、有限元应力分析模块、管路设计模块等。     

基于Pro/Toolkit的锻压机床装配模型快速设计

为了快速响应市场需求,提高设计效率,针对锻压机床产品少批量、多种类、设计周期长等特点,利用模块化技术分析锻压机床产品,提出基于Pro/Toolkit技术的锻压机床产品装配模型的快速设计体系,分析模块划分、模块设计、产品建模、产品装配等相关技术。实例验证了该系统的各项技术,并给出设计过程与结果。     

设备拆装混合现实系统中的拆装逻辑设计

针对机械部件在拆装过程中存在设备投资大、损耗程度高、危险性大、拆装效率低等问题, 本文采用混合现实技术, 设计出一套虚拟拆装系统. 其中, 拆装逻辑是拆装系统的核心, 拆装系统的通用性取决于拆装逻辑的设计. 为了解决虚拟拆装系统通用性差的问题, 本文通过对常见机械模型的连接方式和装配关系进行分析和总结, 设计出一种基于图遍历算法的数据结构来表达各个模型的逻辑关系, 并针对特种阀门、六关节机械臂等设备的拆装进行实验. 实验结果表明: 该拆装逻辑解决了拆装顺序的可定义和通用性等问题, 能够对模型部件按工艺流程进行虚拟拆解和装配, 最终实现虚拟拆装系统的通用性.     

A PDES/STEP-based model and system for concurrent integrated design and assembly planning

Product data exchange and interfacing between different CAD/CAM systems are of great importance to the development of concurrent integrated design environments and computer integrated manufacturing systems. This paper presents a STEP-based method and system for concurrent integrated design and assembly planning. An integrated object model for mechanical systems and assemblies is first defined by a hierarchy of structure, geometry and feature. The structure is represented as a component-connector or joint multi-level graph with both hierarchical functional and assembly relations. These hierarchical relation models are then used for uniformly describing their causal relations both for assembly level and feature based single part level. The generic product assembly model is organized according to STEP, using mostly the entities of integrated resources and partly self-defined entities, which are necessary for design and assembly planning. Based on the generic product assembly model, STEP-based strategies and agent concepts are used for agent-based concurrent integration of design and assembly planning. A prototype system, consisting of a CAD system, a product modeling system, an assembly planning system, and an assembly evaluation system is developed, in which product data can be exchanged between these subsystems. Details about the implementation of the system are addressed. The integrated design and assembly planning system can support the introduction of a new product. The results of assembly planning are feedback to the stage of assembly design to improve on the design. A case study is carried out for assembly-oriented design of a gearbox, to illustrate the proposed approach and to validate the developed system.     

虚拟环境中组合夹具装配库的应用研究

虚拟环境为组合夹具的虚拟装配提供了有效的技术手段。针对组合夹具通用化、标准化的特点,采用“标记”的方法作为虚拟环境中元件精确定位和装配对的装配关系建立的基础。“标记”具有几何意义清晰、简便高效的特点,在虚拟环境中是组合夹具元件装配关系建立的几何基础,针对元件的功能表面建立“标记”,并以“标记”作为装配定位的基础,实现了虚拟环境中组合夹具的装配。系统采取夹具元件、组件、实例三层数据库结构进行管理,以标记作为约束建立装配关系,提高了设计效率,利于设计知识和设计经验的保存和在利用。在自主开发的虚拟装配系统中,对相关的方法和技术进行了实例验证。     

An assembly oriented design framework for product structure engineering and assembly sequence planning

The paper describes a novel framework for an assembly-oriented design (AOD) approach as a new functional product lifecycle management (PLM) strategy, by considering product design and assembly sequence planning phases concurrently. Integration issues of product life cycle into the product development process have received much attention over the last two decades, especially at the detailed design stage. The main objective of the research is to define assembly sequence into preliminary design stages by introducing and applying assembly process knowledge in order to provide an assembly context knowledge to support life-oriented product development process, particularly for product structuring. The proposed framework highlights a novel algorithm based on a mathematical model integrating boundary conditions related to DFA rules, engineering decisions for assembly sequence and the product structure definition. This framework has been implemented in a new system called PEGASUS considered as an AOD module for a PLM system. A case study of applying the framework to a catalytic-converter and diesel particulate filter sub-system, belonging to an exhaust system from an industrial automotive supplier, is introduced to illustrate the efficiency of the proposed AOD methodology.     

汽车变速箱零部件装配自动测量系统

汽车变速箱装配过程中部分零部件分装涉及到选择调整垫片的过程,垫片尺寸是否合适将直接影响变速箱整体的装配质量,为了满足新型号变速箱的数字化生产需求以及提高生产系统的工作准确性,需要将人工经验为主导的传统制造模式向轻量化、智能化的新型制造模式转化.本文结合某企业MQ250变速箱装配线的具体需求,为了提高生产现场的数字化程度以及对测量任务的管理能力,设计并实现了一套新型的变速箱零部件装配的测量系统.首先根据相对测量的原理,设计了测量模块,并分析了测量模块最优化的问题,最终通过最小二乘法实现了测量模块的优化.经过实际生产情况表明,本测量系统适应了MQ250变速箱零部件的装配需求,保证装配效率的情况下提升了整体装配质量,提高了装配生产线的数字化水平.     

一种嵌入式系统驱动架构的分析及实现

建立了设备驱动与嵌入式系统的一种关系模型,分析和抽象出了一种基于该模型的设备驱动架构设计方案,并给出了一例实现。重点叙述了各模块的功能和该驱动架构的关键技术。     

基于装配关系的CAD并行设计支持系统原型的研究

分析了并行工程的特点以及当前机械ＣＡＤ系统的现状，提出在并行设计过程中根据产品的装配关系管理设计参数和几何模型。文中建立了一个数据模型描述机械产品零／部件的层次关系，装配关系以及参数间的继承与依存关系，最后讨论了基于此模型的并行设计支持系统的功能和工作原理。     

网络医学多媒体教学资料安全管理的设计

根据医学教师的多媒体教学资料在网络中安全管理的需求,提出了网络医学多媒体教学资料安全管理的结构设计,它包括了数据库认证设计和文件的加密设计,并给出了数据库认证的结构设计和基于类模块Rijndael以及COM组件技术的机密文件安全管理系统模型,根据此结构设计和系统模型可以实现文件的安全存储和传输,具有一定的通用性,确保文件在网络存储和传输的安全.