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。     

基于XML的CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换

针对计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间的模型转换问题,提出了基于特征的统一的产品层次信息模型,采用XML中性文档和三角面片模型文件,通过信息分解的方法,分别将在产品建模系统中建立的产品层次信息模型中的装配信息和几何拓扑信息与三角面片信息通过数据转换接口转换到虚拟装配系统中,并在虚拟装配系统中通过映射关系进行模型重构,较好地解决了计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间信息共享的问题,通过实例验证了研究成果的可行性。     

虚拟装配系统中的模型数据管理与优化

为实现计算机辅助设计系统和虚拟装配系统之间模型数据信息的集成,提出了虚拟环境下基于标准数据格式的双向数据流模型转换方法.针对虚拟装配信息表达不完整的问题,在传统装配模型的基础上,提出面向产品装配工艺设计全过程的装配模型;提出了基于引用机制的分层模型数据结构,实现了对巨模型的数据管理和模型数据优化,并有效降低了计算机内存.自主开发了虚拟装配工艺规划及信息管理系统,对上述模型和算法的有效性进行了验证.     

CAD系统与虚拟装配系统数据转换的研究

提出了信息分解转换法,实现了从计算机辅助设计系统到虚拟装配系统的数据转换,并将计算机辅助设计系统的装配体信息分解为几何信息、拓扑信息和装配信息。利用数据转换接口实现几何信息的转换,通过构造五层次拓扑结构实现拓扑信息的转换,利用数据库技术实现装配信息的转换,三者相互关联,形成系统的体系结构。最后,信息分解转换法在虚拟装配实验系统得到了验证,信息转换准确,显示效果良好。     

面向虚拟装配的信息获取与应用

介绍了面向虚拟装配的信息获取和重用方法,该方法可以实现虚拟装配环境快速构建和对虚拟装配系统的数据支持。首先建立虚拟装配系统的信息模型,实现了信息源与虚拟装配系统之间的联系。根据信息源的不同,将信息源分成基于计算机辅助设计系统、基于用户输入和基于装配规划模块三种方式进行获取,并将获取的各种信息应用到虚拟装配系统的装配规划和装配验证等功能模块中。通过实例,对虚拟装配信息获取和应用流程进行了说明。     

基于XML的CAD与XNA的信息转换

针对CAD与虚拟装配环境XNA之间的信息转换问题,提出了一种模型信息转换技术。构建了一种面向虚拟装配的层次化装配信息模型,该信息模型由产品层、子装配体层、零件层、特征层、几何层、三角面片层六层拓扑结构组成;根据模型信息分解方法,将模型信息分解为几何信息、装配信息以及面片信息等,使用Pro/ToolKit二次开发工具实现了对模型装配信息的提取,并通过对模型面片信息的转换,解决了CAD系统与XNA虚拟装配环境间的信息转换问题。利用构建的XNA虚拟装配平台对该技术进行了验证。     

支持虚拟装配的装配约束关系信息动态生成

分析了虚拟装配规划中装配模型重构对装配约束关系信息的需求,提出了装配约束关系信息动态生成的处理技术.通过分析装配特征及装配特征信息,建立了基于装配特征的装配关系模型.将装配约束关系信息以零件为单位构建零件装配约束关系集,以子装配体内所有零件装配约束关系集为集合元素,构建子装配体装配约束关系集族.通过子装配体装配约束关系集族的"广义并集"与"广义交集"的差运算,获取子装配体与其外部零件之间的装配约束关系信息;通过子装配体或装配体的装配约束关系集族的"广义交运算",并利用装配约束二元关系的传递性,获得零件之间未定义的装配约束关系信息,从而实现装配关系模型信息的动态生成,以支持虚拟装配中装配模型的重构、装配规划和装配仿真.     

面向重构的装配模型研究

分析了层次结构与网络结构两种装配模型，根据装配模型的应用需求，应用面向对象方法建立了满足装配信息重构与重用的信息模型，提出了相应的数据重构算法。为虚拟装配系统开发提供了合理的信息组织框架。     

可重构数字化装配环境建模与仿真

针对产品装配过程的多样性、复杂性，提出一种可重构的具有层次结构的数字化装配环境模型。数字化装配环境分为设备层、中间层、零件层，通过建立层内各元素的约束和层间信息的映射实现信息的有机结合。研究了环境的几何建模和物体的运动建模，利用面向对象技术建立了数字化装配环境。实例表明，该模型具有良好的可重构性，可方便快速地构建数字化装配环境以进行装配仿真分析。     

基于XML的可重构装配模型

产品装配模型是实现网络化协同虚拟装配的核心内容。针对网络化协同虚拟装配环境对装配模型的重构与共享的需求,提出了应用XML技术表达与处理可重构装配模型的方法。论述了可重构装配模型的对象结构和XML语言描述,并说明了相应的数据重构和共享的处理方法。为网络化协同虚拟装配系统开发提供了模型方案。     

产品装配分析环境的构建

采用Visual C 编程语言，在现有CAD系统的基础上，以Object ARX为开发工具，建立了产品装配分析系统基本结构，可直观演示人机交互拆、装过程，分析装配几何体设计中的缺陷，提取相关装配特征信息，进行装配顺序分析和工艺规划。在Open Inventor虚拟现实软件开发包的基础上，开发了虚拟装配环境，构建了虚拟装配系统的结构框架，实现了从CAD环境到虚拟装配环境产品几何模型数据的传递，演示了产品在虚拟环境下的拆卸过程。     

XML-based assembly visualization for a multi-CAD digital mock-up system

Using a virtual assembly tool, engineers are able to design accurate and interference free parts without making physical mock-ups. Instead of a single CAD source, several CAD systems are used to design a complex product in a distributed design environment. In this paper, a multi-CAD assembly method is proposed through an XML and the lightweight CAD file. XML data contains a hierarchy of the multi-CAD assembly. The lightweight CAD file produced from various CAD files through the ACIS kemel and InterOp includes not only mesh and B-Rep data, but also topological data. It is used to visualize CAD data and to verify dimensions of the parts. The developed system is executed on desktop computers. It does not require commercial CAD systems to visualize 3D assembly data. Multi-CAD models have been assembled to verify the effectiveness of the developed DMU system on the Internet.     

虚拟装配环境中组合夹具装配模型的特征表达及自动标记算法

针对组合夹具的CAD数据模型到虚拟装配环境中的装配模型的转换问题,提出了应用自动标记算法对CAD数据模型进行重建,并采用XML文件格式对夹具的装配模型进行表达。针对组合夹具元件的装配特征,采用标记法在虚拟装配环境中对元件模型的装配信息进行了表达,并在虚拟环境下进行了相应的装配验证,表明该方法是可行的和有效的。     

A novel data decomposition and information translation method from CAD system to virtual assembly application

Virtual assembly (VA) is a key technology for virtual manufacturing systems. So far, CAD systems are still the main modeling tools for the VA system. There isn’t a standard data exchange criterion to transfer the data directly from CAD systems to VA applications, consequently an original data decomposition and information translation method (DDITM) was timely proposed to achieve the decomposition and translation. The information of the assembly bodies in the CAD system was divided into geometry information, topology information, and assembly information, etc., which were transferred to the VA application separately. The geometry information including the surface information was translated by the data translation interface (DTI) developed, the topology information was translated by a five-hierarchy topology structure (FHTS) constructed, and the assembly information was translated with database technology. A systematic architecture was formed with the interaction between the geometry information and the topology information, and the assembly information and the topology. Finally an experimental VA system was set up to verify the DDITM, and an assembly simulation was implemented to verify the assembly information further, which proves the translated information is precise and sufficient.     

面向精度的数字化产品装配模型研究及应用

结合异地协同装配的特点，对产品特征信息进行了分类，在研究零件特征的公差信息表示基础上，建立了面向精度的产品层次模型。该模型分为层次关系层、关联关系层、特征信息层和特征元素层四层，通过建立层内各元素的关系链和层间信息的映射实现了产品信息的有机结合。研究了CAD零件信息与数字化装配系统的信息转换方法，采用面向对象技术实现了产品的装配建模。通过采用回溯算法搜索产品模型层次信息，实现数字化装配环境中产品装配尺寸链的自动寻找。     

面向协同虚拟装配的模型表达技术研究

针对部件级别的协同虚拟装配,提出了协同虚拟装配环境下的模型表达方法和数据转换方法.该方法根据协同虚拟环境下交互装配仿真需求,将部件模型分为显示层、逻辑层、碰撞检测层、部件信息层,形成具有四层次的产品模型表达.开发了数据转换接口,获得了四层次的产品模型.在汽车部件级别虚拟装配的应用表明,该模型表达和数据转换方法能够满足协同虚拟装配交互仿真需求.