虚拟样机技术中虚拟装配实现研究

介绍基于虚拟样机技术的现代产品设计流程,分析虚拟装配技术在产品设计中的作用.提出利用Pro/E与ADAMS协同实现虚拟装配的方法,通过分析具体实例的虚拟装配说明虚拟样机建模过程中虚拟装配的重要性.     

面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究

提出了面向过程的虚拟装配建模方法,在虚拟环境中将装配建模与装配仿真相结合,建立装配关系模型的同时,实现了对装配过程的创建与仿真,从而,在虚拟环境中将面向结果的装配建模发展为面向过程的装配建模.设计者采用直接三维交互进行装配建模操作的同时,系统通过装配关系识别自动捕捉设计者的装配设计意图,通过装配约束运动确定零件的装配路径,通过虚拟装配建模过程信息重用为装配规划提供有效的支持.开发了面向过程的虚拟装配建模原型系统.实践表明,面向过程的虚拟环境中产品装配建模方法有效地提高了产品装配设计的质量与效率.     

特种减速器计算机辅助装配的研究

在计算机上为特种减速器建立了三维实体零件模型，规划了装配路径，并在此基础上用虚拟装配的方法组装为样机，最后进行了动态干涉校验。计算机建模与装配指导了实际产品的设计、加工与装配，具有重要的意义。     

基于层次链的产品装配过程建模方法

针对虚拟装配中装配过程模型信息表达不完整的问题,提出了一种基于层次链的产品装配过程建模方法.该方法引入装配任务和装配操作模型,通过粗粒度的装配任务与细粒度的装配操作相结合的装配过程建模,实现了虚拟装配中装配过程信息的完整性表达.该方法采用并行的装配操作,实现了对非线性装配过程的建模;引入调整零部件和拆卸零部件两种类型的装配任务,实现了对非单调装配过程的建模.此外,通过基于层次链的装配过程建模方法,实现了装配过程回溯、重做和回放等装配过程信息地管理和重用.最后自主开发了原型系统,并对相关算法进行了验证.     

节能抽油机的协同装配实现

以节能抽油机虚拟数字样机为研究对象,利用UG5．0对调径变矩型节能抽油机进行建模,给出了节能抽油机的较优装配顺序,在IVAE虚拟环境下,应用VAPlatform系统完成了节能抽油机的协同装配,为复杂产品进行协同装配提供了参考价值,减少了节能抽油机的装配测试周期,有利于异地设计生产装配及评审的实现。     

某型雷达T/R组件的虚拟装配应用研究

分析阐述了虚拟装配技术的原理和一般过程,结合某型雷达T/R组件的虚拟装配设计思想,提出了虚拟装配技术的设计流程,并以某型雷达T/R组件为虚拟装配设计对象,进行相应的装配检验,成功地在计算机虚拟环境（Division Mockup）下完成了某型雷达T/R组件的虚拟装配设计.     

自下而上产品设计中的自适应装配建模

自下而上的产品建模方法虽在已有信息化设计资源重用以及设计团队协作等方面比自上而下方法有明显优势,但也存在装配冲突、变型困难等缺点.为此提出柔性组件模型及其自适应装配建模方法.基于标准化、系列化、模块化、合理化等原则.建立了产品各组件的包含选型或变型规则的柔性事物特性表和相应的柔性组件模型.利用这种柔性组件进行自下而上的产品装配建模时,根据组件问的装配要求和柔性组件的选型或变型规则,基于简单冲突消除目标或综合优化目标,自适应地选择或调整相关组件并实现有效的产品装配建模.以某织机机架柔性自适应装配建模为例进行了示范,证明该方法有助于提高设计效率,降低设计成本.     

基于NX MCD的物料装配及分拣设备设计

为实现机电成套设备的优化设计,提出一种基于NX MCD环境建模,联合TIA博途自动控制设计,实现系统仿真与调试的方法。以物料自动化装配及分拣系统的研发为例,在NX MCD中完成机械建模、物理属性定义,构建虚拟样机;在TIA博途中完成PLC控制程序与HMI设计。借助PLCsimAdvanced建立虚拟PLC与虚拟样机的信号映射,通过仿真调试对模型和程序进行验证。继而搭建硬件设备,以PROFINET工业以太网集成控制变频、伺服系统,实现实体整机运行。最后通过OPCUA通信使虚拟样机与硬件PLC进行数据交换,从而达到虚实协同运行。结果表明：装配分拣单元的虚拟模型与硬件设备运行动作逻辑一致,且实时同步。基于NX MCD的数字孪生设计方案为复杂机电产品的研发提供了行之有效的技术方案。     

基于虚拟制造环境下金属带式CVT装配过程仿真

这里基于虚拟制造环境下，对金属带式CVT的装配过程进行仿真，指出虚拟装配中的关键技术，设计一了金属带式CVT虚拟装配过程从建模、虚拟装配过程到可装配性评价一系列过程。提出金属带式CVT虚拟装配的装配概念，在早期规划阶段检查设计金属带式CVT装配错误并从几何关系上确认装配顺序以减少物理样机的数目，从而达到缩短规划和调试的周期。     

可重构多功能冲压模具虚拟装配及工作过程仿真

针对所设计可重构多功能冲压模具组件数目多,对装配及拆卸顺序要求严格等特点,在UG软件环境下建立了各零件的三维模型,并利用其装配功能实现了模具的虚拟装配、完成了装配干涉检查以确保模具装配的正确性;用3DS MAX软件完成了模具拆卸及工作过程仿真,通过直观再现模具的实际装配、拆卸及工作过程,来指导模具的实际操作,体现了将CAD/CAM软件用于机器及装备的装配干涉检查、运动过程仿真、虚拟样机实现等方面的优越性.     

面向装配的虚拟协同设计环境研究与实现

为解决网络化异地协同设计过程中实时三维虚拟模型交换和协同设计行为语义传输等问题,以及建立支持实时协同操作动态响应和动态虚拟模型加载的虚拟协同设计环境,通过对协同设计理论、基于虚拟模型的协同设计和虚拟装配进行研究,提出了面向装配的虚拟协同设计环境(VCDEFA),给出了VCDEFA的概念和特征,建立了六层体系结构和功能模型。在原型系统的设计实现过程中,采用了从Pro／E系统中获取虚拟模型;在保证协同设计数据一致性中,采用了数字增量网络传输技术和集中统一管理;在网络通信中,采用了动态可变长报文控制技术。原型系统的实现表明,该体系结构具有良好的实用性,能够满足网络化协同虚拟设计的需求。     

Product lifecycle-oriented virtual assembly technology

VA (virtual assembly) provides a more efficient, intuitive and convenient method for assembly process modeling, simulation and analysis. Previous researches about VA are almost isolated and dispersive, and have not established the understanding and definition of VA from a macroscopical and integrated view. Based on the analysis of the connotations of VA, a PLO-VATA (product lifecycle-oriented virtual assembly technology architecture) is proposed, in this architecture, VA is decomposed into four basic elements: principles and methodology of DFA (design for assembly), assembly analysis and evaluation, virtual assembly model and virtual assembly toolkits. Immersion, concurrence, integration and collaboration are the four main characteristics of VA being put forward. The key techniques of VA including virtual assembly model, virtual assembly analysis and evaluation, and virtual assembly process planning are discussed. Finally, a prototype system is built to validate the feasibility of the proposed method. __________ Translated from Computer Integrated Manufacturing Systems, 2005, 11(10) (in Chinese)     

虚拟装配工艺规划实现技术研究

对虚拟环境下的产品装配工艺规划进行了研究,分析虚拟环境下面向集成的装配工艺规划系统结构。对虚拟装配工艺规划的三个核心问题(装配模型、装配序列规划和装配路径规划)进行描述,提出虚拟环境下面向工艺设计的产品装配模型总体结构。给出虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间导航运动。建立原型系统,能够为虚拟环境下的装配工艺规划奠定基础。     

基于VRML的机械产品虚拟装配技术研究

简要介绍了VRML语言定义、特点,阐述了机械零部件虚拟建模方法。对虚拟装配流程进行分析,并对产品装/拆运动的表示形式、虚拟装配路径规划及逻辑控制、虚拟装配过程中的碰撞检测方法等关键技术进行了研究,提出了产品装/拆运动12元组表示形式。最后,通过对机械产品交互式虚拟装配进行实例仿真,验证了该技术的可行性和合理性。     

基于大装配的产品装配建模研究

从虚拟样机的角出发,结合流行ＣＡＤ软件的特点,提出在大装配的环境中快速有效地进行产品配建模的４种方法：引用集方法、部件过滤方法、小平面模型方法,以及特征简化方法。在实际产品开发中应用些这方法取得了较好的效果。     

雷达结构交互式虚拟装配系统研究

文中针对雷达结构传统装配设计中存在的效率低、一次装配成功率不高等问题,提出了一种基于虚拟现实技术的交互式虚拟装配系统构建方案。该系统集成交互式外设在不需要任何雷达实物的情况下,完全在虚拟环境下通过用户的自然操作,实现雷达结构装配的全过程。文中介绍了系统中虚拟装配功能模型的构建方法,重点分析了虚拟手在系统中的动作实现过程,阐述了雷达结构装配仿真规划的方法,最后还介绍了原型系统的开发过程和系统功能的实现。     

虚拟装配工艺设计技术研究与应用

阐述虚拟装配工艺设计技术内涵及其体系结构,深入分析其所涉及的CAD系统与虚拟现实系统间的数据转换、碰撞检测技术、装配规划与仿真以及装配运动导航与准确定位等关键技术,并应用该技术,以商品化CAD系统Pro/E为建模工具,在VC与WTK平台及ORACLE数据库的支持下开发了一个虚拟装配工艺设计原型系统HIT-VAPD,实现了虚拟现实环境下的产品装配工艺规划与设计.实际应用表明,该系统可显著提高装配工艺设计效率,减少设计缺陷.     

虚拟现实环境下交互式船舶装配序列规划研究

针对传统装配序列规划方法解空间大、模型简单的问题,提出了应用虚拟现实技术解决船舶装配序列规划问题的方法。该方法分为虚拟拆卸和方案评价两个阶段,分析了虚拟装配平台上进行虚拟拆卸的基本流程和关键技术——虚拟环境下的实体模型表达和基于装配约束的运动导航。建立了船舶装配序列评价模型,确定了零件重量、装配时间、装配稳定性和装配过程难度等面向手工装配的评价指标。最后,用某船舶机舱区域的规划实例进行了验证,结果表明该方法生成的装配序列对实际船舶装配生产具有指导作用。     

虚拟环境下线缆和管路装配规划系统体系结构研究

首先分析了复杂产品中线缆和管路在设计和装配环节存在的问题,指出虚拟现实技术为解决线缆和管路的优化布局及可靠性装配提供了一种可行的技术途径,并分析了借助虚拟现实技术进行线缆和管路装配规划的优点.其后,分析了虚拟环境下线缆和管路装配规划的特点与内涵,提出了虚拟环境下线缆和管路装配规划系统的总体业务流程,并以功能模型和数据流模型进一步阐述了该业务流程.最后,提出了虚拟环境下线缆和管路装配规划系统的体系结构,原型系统的实现表明,该体系结构具有较好的开放性和可扩展性.