基于包围盒十字相交的装配干涉检测方法

鉴于现有装配干涉检测方法仅限于利用包围盒排除不干涉的对象,提出轴向包围盒和方向包围盒的十字相交判断方法,使得基于包围盒即可检测出零件在平移过程中产生的硬干涉关系,从而有效缩短检测时间。利用基于扩展结构的层次包围盒逐渐逼近且紧密包覆几何模型、排除不可能干涉的零件并进行包围盒十字相交判断,可大幅度减少干涉检测的运算量并提高算法效率。基于包围盒十字相交判断与层次包围盒,提出面向零件平移的装配干涉检测算法和流程。在AeroAssem装配设计系统中实现了该方法,通过在装配干涉矩阵生成中的实例验证分析,说明所提方法是有效的和精确的,可广泛应用于装配规划与仿真等设计任务中。     

基于CATIA/CAA的复杂产品装配干涉矩阵自动生成方法研究

为了实现CATIA环境下复杂产品装配干涉矩阵的快速自动生成,首先,阐述了干涉检测理论,研究了包围盒预检测法的实现机理,并采用包围盒预检测的干涉判断方法,通过比较零件轴向包围盒在全局坐标系下的相对位置,初步快速进行零件间的干涉判断,获得部分零件间的装配干涉信息;然后,对剩余零件间的干涉情况做进一步判断,给出基于CATIA/CAA进行产品装配干涉检查的实现方案,通过比较CATIA/CAA不同接口的干涉检查效率,确定选用CATIA/CAA自带接口进行产品的装配干涉检查;最后,开发了原型系统,通过实例展示了装配干涉矩阵的自动生成,并借助实验数据比较了不同干涉检测方法的效率。     

基于HV分割的精确碰撞检测在虚拟设计中的应用

虚拟设计是当前机械设计领域中研究的热点,在虚拟设计环境中,如何实现机械系统的各个运动部件的碰撞和干涉检测,是一个十分关键的问题。针对传统包围盒法的不足,将HV分割的思想应用于虚拟机械设计中,并发了相应的碰撞检测软件,以实现运动部件之间的精确碰撞检测。     

干涉检验优化算法及其在车辆电磁制动器虚拟装配系统中的实现

干涉检验是基于虚拟现实设计系统的关键技术,然而利用传统几何求交的方法进行干涉检验效率低、耗时长,已远不能满足实时精确干涉检验的要求.首先对比包围球、沿坐标轴的包围盒以及方向包围盒三种干涉检验优化方法,给出采用基于沿坐标轴的包围盒分解快速干涉检验方法的理论依据及算法的流程图.通过构建层次包围盒逐渐逼近几何实体,排除不可能发生干涉的部件,这样可大大减少干涉检验的运算量并提高算法效率.最后在基于三维软件Unigraphics(UG)开发的车辆电磁制动器虚拟装配系统中,实现了基于沿坐标轴的包围盒分解快速干涉检验的算法,使用该算法前后的对比试验可验证该算法的优越性.对比试验的结果证明,基于沿坐标轴的包围盒分解快速干涉检验算法能有效地减少复杂对象干涉检验的运算时间,具有广泛的应用前景.     

分布式碰撞检测在装配仿真中的应用

复杂产品的实时碰撞检测是虚拟装配仿真过程中的计算瓶颈。在树形装配模型中,以面片表示的模型碰撞检测精度不足,而以实体建模的模型利用全局干涉检查的时间则开销太大,无法满足系统实时性要求。针对上述问题,提出了CAD环境中的分布式碰撞检测算法,CAD主机完成零件对的包围盒预碰撞检测,基于负载均衡原则,对需精确检测零件对进行任务分配并发送至CAD从机,而从机则完成零件对的精确碰撞检测及结果返回。仿真实验结果表明:该算法在满足精确性要求同时,能有效提高碰撞检测的实时性。     

复杂产品装配干涉矩阵自动生成方法

现有装配干涉矩阵生成方法极其耗时,且无法精确检测面片模型,难以应用于大装配模型的复杂产品。为此,引入基于投影的干涉检测方法,将三维求交问题转换为二维问题。其中,基于包围盒十字相交可直接检测出零件平移产生的硬干涉,扩展了包围盒的功能;利用层次化的虚设面进行模型的三角面片区域规划和相交运算,大幅度减少干涉检测中的三角面片求交次数,显著降低算法时耗;进行基于表示精度的二维三角面片求交,消除检测对象在曲面贴合处的伪干涉,并基于三角面片包围盒等判断干涉的正负方向。在此基础上,提出全面的装配干涉矩阵生成算法。开发Aero Assem装配设计系统,实现了该方法,并以某汽车前轴模型为例进行了应用验证,证明该方法在保证精确性的同时极大地提高了算法效率,能够有效应用于复杂产品的装配设计中。     

面向网络的组合夹具虚拟装配技术研究

为了实现网络环境下的组合夹具虚拟装配,构建了具有五层结构的夹具元件层次信息模型,提出了一种基于层次包围盒体树的碰撞检测与装配约束交互匹配的虚拟装配技术。运用二叉树分解法划分模型空间构造层次包围盒,开发了碰撞检测算法,实现了网络环境下夹具元件的干涉检查和穿刺深度计算;通过提取夹具元件功能表面的装配约束特征,交互匹配调整其空间位姿,快速实现元件的精确定位和虚拟装配仿真。开发了组合夹具网络虚拟装配平台,通过实例验证了装配技术的可行性。该方法能满足网络虚拟装配的实时性和交互性要求,为进一步研究组合夹具异地协同组装设计奠定了基础。     

一种面向虚拟装配的分层碰撞检测方法研究

虚拟装配是数字化制造的重要组成部分，虚拟环境中的碰撞检测是进行正确装配的关键。本文提出了一种面向虚拟装配的分层碰撞检测方法，其方法利用改进的轴一致包围盒、固定方向凸包层次、装配特征匹配和约束感知对装配体进行检测，将装配工艺知识融入检测过程中，完成装配检查。其方法是有效和实用的，具有较好的实时性，能够满足装配对碰撞检测性能的要求。     

复杂型面构件超声检测中的路径校验方法

给出了一种高效实用的超声自动检测路径校验方法:将探头在声束方向上延长合适的距离得到一个虚拟的圆柱体,路径校验转化为构件表面与虚拟圆柱体的干涉检测。在干涉检测中首先将构件曲面分解成若干曲面片并利用包围盒表示,然后采用投影法将圆柱体和包围盒的空间干涉问题转化为平面干涉问题,只需计算投影图是否有重叠就可判断是否干涉,如果存在干涉便将包围盒中的曲面片进行细分并用若干四边形表示,继续采用投影法进行精确检测。最后通过实验验证了该方法的有效性,并讨论了包围盒的选取对算法性能的影响。     

大型螺旋桨五轴加工中基于方向包围盒层次树的全局干涉碰撞检测

针对大型螺旋桨五轴加工中重叠区存在的全局干涉碰撞，构建了一种基于动态OBB层次树的检测算法：建立螺旋桨和特殊铣刀头的方向包围盒层次树，利用多刚体系统的运动学理论，获得螺旋桨和特殊铣刀头在每个加工位置处包围盒的动态坐标变换矩阵，根据分离轴理论，实现每个加工位置的全局干涉碰撞检测。通过包围盒分组以及运动趋势判断，提高了全局干涉碰撞检测算法的效率。