几何面的层次式虚拟装配碰撞检测方法

为了解决虚拟装配中的碰撞检测问题,提出了一种基于几何面的层次式碰撞检测方法.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟环境中零件几何面对象的表达和重构.分包容盒层、空间分割块层、几何面层、面片层进行递进式判断,从而逐步缩小碰撞检测的范围.该方法可以有效弥补传统碰撞检测方法中对零件几何面信息考虑的不足.测试结果表明,该算法可有效提高碰撞检测的效率,而且可直接返回发生碰撞的几何面对,从而为虚拟装配过程中的约束识别提供依据.该方法已在卫星虚拟装配系统中得到成功应用.     

三维数字化装配工艺系统的研究

装配工艺规划是一项复杂的任务．传统的计算机辅助工艺规划系统都是二维的,目前国内外尚无成熟的三维数字化装配工艺系统出现．以作者为某工厂开发的“涡轮泵三维数字化装配工艺系统”为例,规划了系统的体系结构,建立了集成化的装配模型,并研究了系统实现中的关键技术．采用几何推理和人工知识相结合的方法进行装配顺序规划,探讨了路径规划和碰撞检测问题,最后实现了三维环境下产品的交互式工艺规划及仿真．     

虚拟装配系统中一种快速碰撞检测方法

在虚拟装配系统中,碰撞检测用于判定一对或多对物体在给定时间域内的同一时刻是否占有相同区域。它是虚拟装配的关键技术之一。本文提出了一种能够快速、准确检测碰撞的交迭轴包围盒碰撞检测算法,该方法OAABBs过滤掉那些不会相交的元素,具有高度的并行性、快捷性,经试验验证,提高了虚拟装配的仿真性能。     

层次约束结构的虚拟装配建模技术

为了解决虚拟环境下装配建模在信息完备性和模型复杂性等方面的问题,提出了一种基于层次约束结构的虚拟装配模型.该模型分为产品层、部件层、零件层、特征层、几何面层和面片层来表达,不同层元素之间存在层次映射关系,同一层元素之间存在约束关系.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟装配模型的生成算法,并给出了根据虚拟装配模型生成的虚拟装配场景图的结构.基于层次约束结构的虚拟装配模型具有信息表达完备,信息集成度高,满足实时性要求等优点,同时还能与CAD系统和虚拟装配场景图实现集成.实例验证了虚拟装配建模的有效性.     

Method of Measuring Fixture Automatic Design and Assembly for Auto-Body Part

A method of 3-D measuring fixture automatic assembly for auto-body part is presented. Locating constraint mapping technique and assembly rule-based reasoning are applied. Calculating algorithm of the position and pose for the part model, fixture configuration and fixture elements in virtual auto-body assembly space are given. Transforming fixture element from itself coordinate system space to assembly space with homogeneous transformation matrix is realized. Based on the second development technique of unigraphics（UG）, the automated assembly is implemented with application program interface （API） function. Lastly the automated assembly of measuring fixture for rear longeron as a case is implemented.     

Research on Three Dimensional Computer Assistance Assembly Process Design System

The computer aided process planning will certainly play a significant role in the success of enterprise informationization. 3-dimensional design will promote Tri-dimensional process planning. This article analysis nowadays situation and problems of assembly process planning, gives a 3-dimensional computer aided process planning system (3D-VAPP), and researches on the product information extraction, assembly sequence and path planning in visual interactive assembly process design, dynamic emulation of assembly and process verification, assembly animation outputs and automatic exploding view generation, interactive craft filling and craft knowledge management, etc. It also gives a multi-layer collision detect and multi-perspective automatic camera switching algorithm. Experiments were done to validate the feasibility of such technology and algorithm, which established the foundation of tri-dimensional computer aided process planning.     

Cable Harness Assembly Planning in Virtual Environment

1 Introduction Acable harnessis an assembly of cables ,connectors and other components that provides the electrical inter-connectivity between different modules . Cable harnesses are a vital part of all electro-mechanical systems fromaircraft and automobiles to personal computers and domestic appliances . For complex electro-mechanical prod-uct ,it is an obvious problemof determining satisfactory routes for bundles of cablesin crowded spaces ,so cableharness design and assembly planning cover …     

基于SolidWorks模型的虚拟装配模型转换和表达方法

为将SolidWorks装配模型转换为虚拟装配模型,提出把虚拟装配系统模型转换划分为零件模型转换和装配约束模型转换两部分.使用虚拟仿真标准格式OpenFlight数据库表达零件的层次化模型,采用面向对象的层次化模型表达零部件间的装配约束模型,零件模型和装配约束模型通过结点编号实现映射.在基于OpenGL Performer的虚拟装配系统中实现了装配模型的重构,实例研究表明该方法简单有效,具有可扩展性.     

基于SAABB算法的VAEAS的探究

从技术基础、系统架构、功能模块设置、数据库设计和关键技术研究共五个方面探讨了基于SAABB算法的VAEAS的构建。叙述了系统架构、部分功能模块和部分数据库设计,重点描述了WRL文件压缩、"点击零部件即操作"功能实现、SAABB碰撞检测算法以及装配方法的确定等四个关键问题,确保了多三维场景文件的流畅应用和碰撞检测效率的提高,提升了用户体验。该系统的应用达到了高效快捷地实施虚拟装配仿真的目的。     

复杂工程系统设计中的虚拟装配技术

首先从工程应用的角度,提出了工程设计中虚拟装配的定义,并对其基本思想以及复杂工程设计中的关键建模技术进行了探讨;对于工程设计采用建模与仿真分析相结合的交互式设计方法,通过设计、建模、仿真分析再修改设计的反复迭代直至满足工程要求;并首次将虚拟装配技术应用于磁悬浮列车动车段工程的设计中,通过实现场景漫游、工艺流程动态仿真和碰撞检测验证工程设计的合理性和可靠性,取得了良好的效果.工程实际应用表明虚拟装配技术在工程设计中的应用为复杂工程设计提供了一种直观、可靠的设计方法.     

一种基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法

针对构件式建筑幕墙如何进行虚拟自动装配问题,提出了基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法。该方法首先需要创建建筑物外围模型,通过逐步细化建筑物外围模型从FIM到OGM,再到AGM,将建筑物三维模型中的外围骨架的结构数据转化为建筑幕墙虚拟装配的数据;然后,利用转换后的装配数据应用于建筑物的三维装配几何模型中,以建筑物的外围骨架作为顶层基本骨架,采用自顶向下的方式驱动建筑幕墙的自动装配;最后通过实例验证了此方法是有效的,并且与传统方式相比可以提升装配效率。     

基于蚁群算法的改进装配序列规划方法

机械产品的装配序列直接影响到产品质量和成本,装配序列规划是产品设计的重要内容.为快速实现产品装配序列规划,根据零部件间的装配优先关系,提出了一种改进的装配序列规划方法,并基于蚁群算法予以实现.该方法充分考虑装配过程中的几何约束关系,并引入稳定性、装配经验等因素的影响,以稳定性、装配经验、装配工具和方向的改变次数为影响因子构建优化目标评价体系,使所得解更具有实际指导意义.在求解过程中,根据几何约束关系运用动态候选集合策略限制蚁群的搜索空间,提高了搜索效率;考虑稳定性因素的影响改进了蚁群的状态转移规则,同时引入局部-全局信息素更新规则,保证了蚁群获得最优或近优解.最后,通过实例研究验证了算法的可行性和高效性.     

虚拟装配的研究综述与分析(Ⅰ)

对虚拟装配技术的研究状况进行了全面的综述和分析,主要讨论虚拟装配的概念和内涵,指出虚拟装配技术本质上是实现两层次的映射.从不同角度对虚拟装配进行分类,根据实现功能和目的不同可分为以产品设计为中心的虚拟装配、以工艺规划为中心的虚拟装配和以虚拟原型为中心的虚拟装配,根据虚拟环境的不同可分为桌面式系统、头盔式系统、CAVE式系统和Cybersphere系统,并根据这些系统的优缺点自行设计了一种新型的虚拟装配环境系统.最后给出了典型虚拟装配系统的体系结构和工作流程.     

装配工艺的自动生成与评价

装配工艺的生成和评价是一个重要而复杂的问题,为此,提出了装配层状关系模型,要用割集法和与／或图产生可行装配顺序,讨论了装配作业时间的计算方法,提出了从装配生产调度的角度来评价装配顺序的方法,给出了二级圆柱齿轮减速器装配工艺规划的应用实例。     

Optimization of Wind Turbine Hub Assembly Sequence Based on Intelligent Algorithm

A method for hub assembly sequence planning oriented to the fixed position layout is proposed. An assembly relationship model was constructed to describe the relationship between hub assembly components and workstations, considering the layout of the hub assembly line and process constraints, including the assembly precedence matrix, workstation assembly capability table and criticality table of components. The evaluation mechanism for the assembly sequence was established. Values from the evaluation functions with engineering significance were used to select the optimal assembly sequence from the perspective of assembly time, assembly index and assembly path distance. In function, the criticality of components was introduced into the traditional assemblability index, comparing the multi-objective dragonfly algorithm (MODA) with non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ (NSGA-Ⅱ) to complete the assembly sequence planning and assignment for workstations. The optimized results show that the presented method is feasible and efficient for solving the hub assembly sequence planning problem.     

飞机结构件装配顺序规划研究与实现

设计了一个能力飞机结构件自动生成、选择和评价装配顺序的基于知识规则的割集算法,该算法目的是为了建立一个新的装配关系和装配工艺表示模型,并且对于给定装配体,割集算法可生成详细可行的子装配全组,最终生成所有可行装配顺序,为得到最佳的装顺序,算法采用定量标准（如装配时间和费用、工夹具数目等）选择装配顺序,所提出的算法在CATIA设计平台上实现,并给出某型号飞机垂尾实例,验证了算法的正确性与有效性。     

闭式叶轮铣削加工干涉自修正轨迹规划算法

针对目前绝大部分商用CAD/CAM软件在刀具轨迹规划过程中只能检测干涉碰撞的发生、而无法自动生成无干涉碰撞刀具轨迹的问题,提出了一种干涉碰撞自修正算法.该算法提取避让几何体边界,利用配置空间理论把提取的避让几何体边界映射到二维配置空间中,将三维空间中的干涉碰撞问题转化到二维空间中,并利用空间分区二叉树、多边形偏置等算法,解决了自动修正干涉碰撞处刀具姿态的问题.应用该算法生成了闭式叶轮流道的刀具轨迹,从刀具轨迹规划的效果上看,提出的算法确实避免了闭式叶轮刀具轨迹规划过程中干涉碰撞的发生.     

力反馈技术在虚拟装配中的应用研究

在虚拟装配中,力反馈技术有着广泛应用前景和迫切的现实需求,但目前存在普通触觉渲染引擎不适用于虚拟装配,专业设备价格高昂等问题。该文提出了一种在普通三维引擎的基础上,将力反馈技术运用于虚拟装配的方法。首先,设计了具有力反馈功能的虚拟装配程序的基本框架。其次,在现有触觉渲染引擎的基础上,针对虚拟装配的特点,以God—Object算法和Force—Shading算法为基础,设计并实现了符合虚拟装配要求的触觉渲染模块。结果表明力反馈技术能有效提高虚拟装配的效率。     

虚拟装配的研究综述与分析(II)

虚拟装配是近年来兴起的重要研究方向,为了对虚拟装配技术的研究状况进行全面的综述和分析,介绍了几种典型的虚拟装配系统,分析了其功能和组成.并探讨了虚拟装配主要研究内容的研究概况,主要从CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换技术、利用VR的交互式装配规划技术、基于几何约束的虚拟装配/拆卸过程仿真技术等七个方面进行分析.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,并给出了将来发展的主要方向.     

基于可变形物体的碰撞检测算法

为了提高可变性物体在虚拟现实技术中碰撞检测的效率和准确度,提出了一种改进的基于可变形物体的碰撞检测算法。该算法利用蚁群算法优化蛇形轮廓模型,并将蛇形轮廓模型应用于固定方向凸包包围盒的更新过程中。实验结果表明,该算法极大地简化了固定方向凸包包围盒算法的重建过程,提高了碰撞检测的效率,同时由于加入优化的蚁群算法,提高了碰撞检测的准确度。