虚拟环境中的产品装配技术

 利用虚拟环境作为人机界面来协助用户完成产品的装配活动是一个新的研究方向。本文主要介绍了在虚拟环境中进行产品装配所采用的一些技术,并着重讨论了虚拟装配的关键内容－虚拟装配规划系统的结构、功能、优点和存在问题。最后还了一个典型系统＝虚拟装配设计环境ＶＡＤＥ的体系结构和主要特点。     

基于网络的实时虚拟装配系统的研究

基于网络的虚拟装配为虚拟制造领域提出了一个崭新的思路和方法.提出了虚拟装配过程中约束的实时控制与虚拟装配仿真磁心定位的概念,从产品的装配分析角度出发,实现了网络环境下虚拟装配系统的智能化动态仿真、装配信息实时反馈以及虚拟环境下数据库的快速查询,并研究了仿真动画和交互的关键技术.     

机械产品虚拟装配智能导航技术的研究

通过对机械产品虚拟装配过程中装配关系的分析,在理解与识别设计者的装配操作和意图基础上,对共线约束和共面约束的智能导航进行了深入研究,实现了机械产品虚拟装配的智能导航.该方法有助于在虚拟装配环境下快速准确地进行零部件虚拟装配,提高产品设计效率.     

基于VRML的机械产品可视化装配及其应用

虚拟装配是虚拟现实技术在制造业中的一项重要应用,借助虚拟现实技术,在设计阶段就可以对产品进行虚拟装配。研究了网络制造环境下机械产品的可视化装配技术中动态VRML场景、虚拟装配控制、碰撞检测,提出了通过将虚拟模型运算交由服务器来完成的结构体系,解决传统虚拟装配中的碰撞检测技术的不足;并提出通过保存零件运动的关键点,对运动路径进行修改和控制的方法,减少了编写VRML程序的工作量。     

增强现实环境下的产品装配引导技术

以增强现实环境下引导产品装配为目标,建立了面向增强装配过程的统一信息模型,管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位,通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装配视频场景中。并开发了演示系统,分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。     

基于Unity3D煤矿钻机虚拟装配培训系统开发

目的 改善当前煤矿钻机装配培训可视化程度不高,培训质量偏低的现状。方法 结合UG与3ds max三维动画软件各自建模优势,探讨了三维模型重构和烘焙纹理贴图的处理方法,搭建模型结构树,采用C#语言编写实现装配系统的核心脚本,研究相关装配动画轨迹控制,设计不同的系统UI界面方案,并通过坐标法和平均法对方案获得不同受众的权重评分进行计算得到最优方案。结果 基于Unity3D虚拟引擎平台,开发并实现了一套以第一人称视角进行的煤矿钻机虚拟装配培训系统。采用HTC VIVE Pro外接式头戴设备对接系统调试运行和最终发布,实现人机交互操作。结论 虚拟装配培训系统展现了完整的装配流程,通过友好的人机交互给予受训人员新颖生动的教学体验,初步探索虚拟现实技术在煤矿钻机智能化方向与远程交互控制的融合,并对钻机的市场推广应用提供了新思路。     

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。     

机电产品装配过程虚拟仿真课件的研究与开发

虚拟装配技术是一项全新的设计概念,是虚拟制造中的一项关键技术,可用于产品设计阶段进行预装、验证装配工艺的正确性等多个方面,是利用计算机三维建模技术模拟生成与实体零件相同的模型,并可以按照用户需求进行动态装配的一门新兴的三维应用技术.以单级减速器装配过程为例,介绍用Java3D构造虚拟场景,进行单级减速器装配仿真和信息交互课件开发技术.     

基于网络的虚拟装配可视化技术研究

分析了在计算机上实现虚拟装配的流程及如何用VRML创建三维可视化的虚拟场景，提出一种基于VRML和Java的虚拟现实构建方法，用以增强VRML虚拟场景与外界的交互性，并以球阀为例给出了在网络上创建虚拟装配动画演示的具体方案．该方法不仅可用于演示网络环境下的可视化装配，也适合于其它领域基于Web的科学可视化。     

面向虚拟装配的"顶点表示活动"网络排序装配顺序规划的研究

基于信息化制造这样一种新型制造模式，阐述了信息化制造的研究方向之一是虚拟装配技术，讨论了装配顺序规划的研究现状。研究了面向虚拟装配将顶点表示活动网络（Activity On Vertices，简称AOV网络）排序应用到装配顺序规划中的方法，探讨了AOV网络排序在减速器装配顺序规划中的应用。研究结果表明：该方法对于产品装配顺序规划的应用达到了预期的效果。     

基于实时装配状态感知和直观性交互的虚拟现实辅助维修训练

为了提高虚拟维修训练时零件的定位精度,丰富人机交互功能,反映贴近实际的操作过程,提高操作者的训练质量,基于虚拟现实辅助技术,研究了装配约束感知与建立算法,可实现根据当前的装配状态实时建立正确的装配约束.基于直观性交互建立了"导师&助教"多模式指导方法.在Unity3D环境中开发了虚拟手、虚拟工具的无标记交互操作方式,并...     

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。     

采用Eonstudio技术建立虚拟三坐标测量机的研究

利用Eonstudio技术创建虚拟人机交互仿真机,可以避免昂贵设备的损害,节约成本,也可用于昂贵设备的培训系统中。针对该技术实施中真实模型建立和动态仿真交互技术难点,首先利用纹理坐标展开和烘焙技术建立真实感加强的虚拟三坐标设备模型,然后采用Eonstudio技术实现三坐标测量机的人机交互操作,最后利用流套接字编程模型实现两台计算机的信息通讯,完成虚拟三坐标测量设备的建立。在开发的一个初步原型系统中,证明了此方法的适用性和有效性。     

胶印机虚拟结构功能认知系统的研究与开发

目的满足用户对胶印机结构功能的认知,为产品操作手册提供虚拟化结构展示平台,方便用户快速了解胶印机相关信息。方法选用PZ1740E单张纸胶印机为实机模型建立三维模型,将.fbx格式的胶印机模型导入unity中进行场景环境的搭建、交互功能的开发、脚本代码的编写,实现系统软件的制作开发与优化。结果操作手册实现了图文内容的多维信息展示,用户可利用该系统控制自动装配过程、显示隐藏部件结构及其信息,全方位地观察了解印刷机内外结构。针对结构相关信息内容,用户点击具体部件结构后可以显示其名称、作用、此部位有可能出现的故障及其引起的印刷故障问题;针对故障问题,用户可以调节控制条观察背面蹭脏痕迹的变化。结论利用三维建模技术实现了胶印机的虚拟展示功能,虚拟现实技术实现了人机交互功能;胶印机的结构展示与功能信息介绍,补充了图文内容的立体化展示,为后续的胶印机虚拟仿真系统以及故障仿真系统提供了前期的印刷理论知识基础与结构展示学习基础。     

基于真实世界隐喻的虚拟现实用户界面范式研究及应用

目的 基于真实世界隐喻,研究虚拟现实用户界面范式,并指导应用实践。方法 通过整理虚拟现实和用户界面的相关文献资料,以基于真实世界的交互（RBI框架）作为指导,引出真实世界隐喻4个方面的要素,对比WIMP范式各个基础元件所承载的作用,研究虚拟现实用户界面范式。结论 提出了虚拟现实用户界面SOMM范式,分析了SOMM范式每一个要素,描述了用户在虚拟现实中的三维交互过程,并应用于工业机器人VR岗位实训系统用户界面当中,验证了SOMM范式的可行性。SOMM范式能让用户在虚拟现实环境中执行自然人机交互,减少了用户认知转换负荷,为其他研究者和设计师提供了指导和思路。     

Tools and equipment modelling for interactive assembling operating in a virtual environment

Tools and equipment (T&E) play an important role in the simulation of virtual assembly, especially in the assembly process simulation and plan. The interactive operation simulation of T&E is also a challenge for interactive assembly operation because of variety in function and complexity in structure and manipulation. Based on detailed analysis of interactive operations, the functional requirement for T&E is given. Then, a unified modelling method for information expression and function realisation of general T&E is represented, and the handling methods of some typical manual, semi-automatic, automatic T&E are discussed. Finally, the rear suspension and the front suspension assembly workplace operation simulation in the RA-750 car assembly line are introduced. The result shows that the modelling and handling methods are applicable in the interactive simulation of various T&E.