面向生产现场的虚拟装配工艺规划技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展,阐述了虚拟装配技术在装配工艺规划、装配精度预分析、管路与线缆装配及装配现场管理等方面的应用和发展.提出了半沉浸式虚拟装配工艺规划系统的整体思路及实现方法;虚拟环境下的线缆和管路的离散控制点建模及动态布局技术;虚拟环境下的带公差的产品建模方法和装配精度预分析技术.指出虚拟装配工艺规划技术能充分利用人的经验和感知,通过模拟真实装配过程,不仅可实现产品的装配顺序和路径规划,而且也是提高装配精度和装配可靠性问题的有效手段,为提高装配现场现代化管理水平提供了有效途径.     

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。     

虚拟环境下基于离散控制点的线缆装配规划技术

在对虚拟环境下的线缆装配规划的特点进行分析的基础上,提出虚拟环境下的线缆离散控制点建模以及虚拟环境下基于离散控制点的线缆装配规划方法。该方法通过对线缆离散控制点的单点、多点控制,可实现对整个线缆的可视化交互操作,能够比较清楚地描述线缆的空间位置、走向和装配路径,同时让规划人员直观地观察线缆与零部件之间的干涉情况,实现线缆的实时空间布置和装配过程仿真,为线缆的装配规划提供了一条有效的途径。目前该线缆装配规划软件系统已经在航天产品的装配工艺设计中得到试用,取得了良好效果。     

基于精度和物性的虚拟装配技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展趋势,提出了一种集精度、物理属性以及结构件与线缆管路仿真分析一体化的虚拟装配技术,从过程、精度和物理属性的角度实时地模拟装配现场和装配过程中可能出现的各种问题和现象,为实现产品的科学装配和装配质量预测提供r有效途径.给出了一体化的虚拟装配技术总体工作流程,并对虚拟环境下的装配精度预分析、基于物理属性的虚拟装配、线缆和管路布局与装配仿真等关键技术进行了阐述.通过仿真实验验证了该技术的有效性.     

集成化虚拟装配工艺规划系统研究

在分析虚拟装配工艺规划技术特点的基础上，提出一个实用的集成化虚拟装配工艺规划系统，介绍了虚拟装配工艺规划系统的体系结构及其基本工作流程，并对虚拟产品装配模型、装配过程中知识辅助决策、装配现场工艺可视化等虚拟装配工艺规划系统的关键技术进行了论述。虚拟装配工艺规划系统已在航天产品的装配工艺设计中得到试用，取得了良好效果。     

面向交叉装配的线缆虚拟装配规划信息管理技术

在分析线缆虚拟装配规划过程中需管理的信息的基础上,以装配任务和布线任务为基本信息载体,提出了面向交叉装配的线缆虚拟装配规划过程描述模型,实现了装配规划历史信息的记录。研究了线缆虚拟装配规划结果信息后处理技术,将结果信息处理后以装配动画、报表清单、初始装配工艺文档等形式输出,可达到用虚拟环境下的规划结果指导生产实际的目的。在自主开发的虚拟装配原型系统VAPP上对上述技术和方法进行了实例验证。     

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。     

基于Pro/E的三维辅助装配工艺规划系统研究

分析了现有计算机辅助装配工艺规划系统的不足,提出了三维辅助装配工艺规划系统的体系结构,并对其中装配模型信息表达、装配序列规划、路径规划、装配过程动画等关键技术进行了研究。基于Pro/E平台,建立修正的装配层次模型,并交互生成装配序列;通过确定装配路径上的关键点及关键点之间的位姿,进行装配路径规划和装配干涉检测。此提出的系统可以通过三维工艺简图和装配过程动画,形象、直观地指导现场装配。     

线缆虚拟布线与敷设过程仿真技术

为提高复杂机电产品中线缆布线的质量和装配可靠性,结合机电产品中的线缆研制流程,提出一种虚拟环境下的线缆布线设计、装配工艺规划和安装仿真集成方法,重点对虚拟环境下基于图论的线缆数字化模型建立、交互式线缆布线与敷设过程仿真、基于逆运动学和能量优化法的线缆运动仿真方法等关键技术进行阐述。所开发的线缆虚拟布线与敷设仿真系统已在航天产品的研制中得到局部应用,初步实现了线缆的数字取样和敷设过程仿真。     

基于Pro／E的三维辅助装配工艺规划系统研究

分析了现有计算机辅助装配工艺规划系统的不足，提出了三维辅助装配工艺规划系统的体系结构，并对其中装配模型信息表达、装配序列规划、路径规划、装配过程动画等关键技术进行了研究。基于Pro／E平台，建立修正的装配层次模型，并交互生成装配序列；通过确定装配路径上的关键点及关键点乏间的位姿，进行装配路径规划和装配干涉检测。此提出的系统可以通过三维工艺简图和装配过程动画，形象、直观地指导现场装配。     

基于虚拟现实的组合夹具组装系统研究

针对计算机辅助组合夹具设计存在的问题,提出了一个基于虚拟现实的组合夹具组装系统。给出了系统的功能模型和体系结构,研究了组合夹具虚拟装配模型、虚拟环境下组合夹具元件的装配定位等关键技术和解决方案。提出了基于多视图的组合夹具虚拟装配模型,该模型便于信息表达和管理,符合虚拟环境的表达和组织原则,解决了元件重复使用问题。提出了基于模糊评判的几何约束自动识别方法,对待装配件与装配基准件的装配特征进行匹配和优化选择,实现装配操作意图的准确捕捉。应用实例表明,原型系统能够很好地支持组合夹具组装设计。     

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。     

虚拟装配技术的研究进展及发展趋势分析

虚拟装配技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用之一,已经引起工业界和研究机构越来越广泛的重视。在阐述虚拟装配技术的定义与内涵的基础上,界定了虚拟装配技术的研究内容,综述了国外的研究现状,并对国内外发展状况进行简要对比分析,指出了目前虚拟装配技术研究中存在的问题以及主要发展趋势。     

面向大型复杂产品的虚拟装配技术研究

针对大型复杂产品在装配生产组织形式、人的参与程度、装配工艺流程的优化、装配人员培训和示教等方面的特点,分别进行了虚拟装配关键技术的研究。重点探讨了考虑人体活动的新型虚拟环境技术、CAD系统和虚拟装配系统的数据集成技术、装配工艺的生成及其优化技术、工艺文件生成和现场示教技术等4个方面。最后给出了开发的虚拟装配原型系统在某型号复杂产品中的应用实例。     

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)     

组件化虚拟样机单元协同装配技术研究

为快速建立集成化虚拟样机模型,提出了一种组件化协同装配方法.在该方法中,采用基于端口的建模方法,建立虚拟样机单元的组件化表达.在此基础上,构建组件化协同装配体系框架,将协同装配分解为连接元抓取拖动、装配预处理、组件装配3个基本过程,简化了装配过程,提高了组件装配建模速度.最后对组件协同装配解空间进行了分析.     

从CAD系统到集成虚拟装配环境的数据转换研究

为了完成产品模型从计算机辅助设计系统到集成虚拟装配环境的数据转换,提出了信息提取模型转换法,将计算机辅助设计系统中的模型数据转换分解为信息提取和模型转换两部分,通过计算机辅助设计系统的二次开发和模型转换,得到集成虚拟装配环境所需的模型数据信息。以圆锥破碎机的进料机构为虚拟装配对象,在集成虚拟装配环境中对数据转换结果进行了验证,结果表明,用信息提取模型转换法获得的转换数据完整准确,转换效果良好。     

面向产品全生命周期的虚拟装配技术研究

阐述了虚拟装配的内涵。从可装配性设计原则、可装配性分析评价和装配过程仿真3个方面,建立了面向产品全生命周期的虚拟装配技术体系结构,并分析了该体系结构的虚拟性、并行性、集成性和协同性的特点。对虚拟装配模型、虚拟可装配性分析与评价、虚拟装配工艺规划及虚拟装配系统规划等虚拟装配关键技术进行了研究,并初步构建了面向产品全生命周期的虚拟装配环境。     

虚拟装配技术的研究现状及发展趋势分析

在阐述虚拟装配技术定义与内涵的基础上，描述了虚拟装配技术的现状及未来，综述了国内外的研究现状，并对国内外发展状况进行简要对比分析，指出了目前虚拟装配技术研究中存在的问题及主要发展趋势。     

基于UG装配工艺卡片自动生成的研究及系统扩展

提出了一种虚拟装配系统的体系结构,在此基础上构建了相应的集成化产品装配模型。开发出的虚拟装配系统,解决了产品CAD系统中产生的结构参数与产品几何模型尺寸参数间的传递问题,实现了模型库与尺寸参数数据库的双向关联;装配系统不仅具有装配工艺规划与仿真功能,其装配工艺后处理模块还能快捷有效地生成符合工厂要求的装配工艺卡片;应用表明,该虚拟装配系统能够有效支持产品装配工艺规划的全过程。