化工流程虚拟装配技术研究

虚拟装配技术与化工仿真相结合,提出了自主装配化工流程的普遍性方法,实现了化工流程的动态搭建。针对装配过程中设备类的构造、设备的装配等各个环节,制定统一的标准构造虚拟设备类,提出统一的方法加载、装配虚拟设备类,解决了装配过程中设备装配点信息的获取、信息的识别,以及装配成功后设备位置的修正、信息的管理等问题。最后以精馏实验作为测试对象进行验证,结果证明装配方法可行,真实性、准确性和有效性都满足了自主装配化工流程的需求。     

汽车装配线的可视化仿真研究

由于装配系统仿真对象复杂以及传统仿真方法难以建立装配系统的仿真模型,因此该文提出运用面向对象的理论建立汽车装配线的可视化虚拟仿真系统.文中详细论述了实现该仿真系统的关键技术和流程,接着根据离散事件系统的特点介绍了装配仿真系统的仿真策略,最后以某汽车总装车间为例建立了装配线的可视化虚拟仿真系统.通过可视化仿真实现了车间的布局设计和生产过程的动态仿真,并依据仿真结果确定生产线的技术参数以决策生产.     

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。     

利用 WebGL 技术实现机房动态虚拟装配设计的可视化

本文设计并实现了一个面向机房的动态虚拟装配系统.该系统将传统的三维虚拟装配分解为二维装配和三维可视化两部分.在二维装配阶段,用户只需简单的交互操作就可完成机房的装配,配置结果记录在系统动态生成的配置文件中;在三维可视化阶段,系统根据配置文件可视化装配结果,实现虚拟装配.这种动态虚拟装配的架构有效提高了装配的效率,使装配更简捷、修改更容易.此外,该系统采用 WebGL 技术实现可视化,使得该系统的操作可全部在浏览器端完成,系统的发布和使用更加便捷.     

航空发动机教学实验系统的虚拟装配技术研究

航空发动机虚拟教学实验系统的建设是将VR(Virtual Reality)技术与实验相结合的一次综合性的实验探索与尝试.该系统是将虚拟装配及拆卸、模化实验、模型流场的动态显示及发动机试车等综合仿真实验系统,重点论述了教学实验系统开发中的虚拟装配技术,在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对航空发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题.最后还展示了利用航空发动机三维可视化虚拟装配系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了虚拟装配系统与传统装配相比较的优势和特点.     

虚拟装配程序可视化生成平台的设计与实现

通过分析快速生成虚拟装配程序的需求以及比较现阶段两种虚拟装配程序生成方法,在基于模板的代码自动生成技术的基础上,提出虚拟装配程序可视化生成平台VRMLPlatForm的设计思想,进行该平台用户界面的制作和各功能点的实现。在此平台下,列举矩形联结器移动、虚拟装配动作的可视化和程序的快速生成。将该平台应用在柴油机泵组虚拟装配培训系统的开发中,其结果验证了该平台在虚拟装配仿真动画制作过程中的巨大优势。     

沉浸式虚拟装配中物体交互特征建模方法研究

沉浸式虚拟装配是一种"人在回路"的虚拟现实系统,可用于大型设备的设计及装配人员的培训等领域.作为其关键技术之一,如何实现"真实"人对"虚拟"物体的操作,仍是一项具有挑战性的工作.针对这一问题,提出了一种基于交互区和状态机的物体交互特征建模方法.通过交互区,虚拟物体可理解用户的操作意图,并据此发生相应的状态转换,进而正确监测用户的交互行为.该方法可实现包括使用工具在内的复杂装配操作以及对装配流程的管理控制.通过在实际项目中的应用验证了该方法的有效性.     

化工虚拟装配仿真培训系统的设计

结合化学工程领域研究、培训、应急演练的难点和特点,将面向对象的仿真方法与虚拟装配技术相结合,在设备端口对齐和设备装配的基础之上实现了化工流程的动态搭建与拆卸。由于三维工艺过程虚拟装配仿真系统场景的直观性和沉浸性使该使操作者对工艺过程产生较强的理性认识,并通过模拟操作掌握工艺流程和技术要点。对化工流程的动态搭建、实时仿真模拟进行了探讨和应用。该系统可有效提高相关工作的开展效率和质量并为优化、改进工艺过程和数字化化工厂的建设提供技术保障和决策支持。为该技术在化工领域的进一步推广进行了有力的探索。     

面向虚拟装配的AVI视频动画制作算法研究及应用

介绍了在虚拟环境下通过动画记录工具将产品零部件的装配顺序和装配路径等工艺结果形成装配过程动画的方法,以此建立可视化的装配工艺文档。给出了动画记录工具的具体算法及实现,可以将装配过程记录成AVI文件。并以自主开发的虚拟装配系统VAPP为例,对算法进行了验证。     

基于Unity的虚拟装配系统

Unity中建立虚拟装配系统,并将其呈现为游戏.模拟实际装配工序原理,实现产品装配过程的可视化,解决了虚拟装配系统成本高、适用性低的问题.对整个系统框架进行了规划,并将该系统用作课堂实验来评估学生,研究了装配序列理论,并设计脚本来介绍和装配零件,所有场景都连接起来,生成整个虚拟装配系统.该系统降低了实验成本,提高了实验...     

基于虚拟现实的煤矿设备装配仿真系统研究

针对煤矿大型设备装配存在拆装繁琐和成本高的问题,以采煤机、液压支架、掘进机和提升机为研究对象,采用虚拟现实技术设计并实现了一套由虚拟装配子系统、场景仿真与漫游子系统组成的虚拟装配与仿真系统.利用Maya对大型设备建模,通过VS程序设计,在Unity中进行交互控制,实现了设备的虚拟装配与拆卸、采煤工作面的虚拟仿真漫游功能.系统有效地提高了训练效果,形象逼真地再现了煤矿井下生产过程,具有良好的沉浸性和交互性.测试表明:经该仿真系统训练与使用,有效提高了设备实际装配与拆卸能力,同时降低了成本,具有显著的实际应用效果.     

基于虚拟现实技术的模具教学系统研究与开发

主要阐述一种虚拟现实技术,设计一套完整的虚拟现实模具教学系统。教学系统为模具装配与调试定制,完全按照模具装配过程工况以及操作需求设计,同时保证使用过程的友好与稳定。构建了整套大型覆盖件模具装配与调试数据库。使用者在操作的过程中基于虚拟现实环境,高效而又准确地实现设计理念,彻底摆脱有理念而无法快速在常规软件中实现的难题。如果此系统应用于高职高专的教学中,学生能快速获取相关知识,增加学生参与兴趣,从根本上解决模具教学的枯燥性。     

虚拟环境中微机械拟实组装的运动学描述

微机械的组装包括：部件制作,部件对准和部件焊接 ３个过程．本文针对微机械组装中最重要对准过程,给出了虚拟环境中拟实组装细化的操作 步骤及相应的运动学描述．同时,面向微机械拟实运行,给出了焊接过程的运动学描述．建 立了虚拟现实实验平台,并在此平台上完成了一个作为虚拟环境中微马达转子与定子拟实组 装简化例子的轴孔配合拟实组装实验．初步验证了本文所给出的虚拟环境中拟实组装运动学 描述的正确性．     

面向装配工序交叉的虚拟装配工艺信息模型

虚拟装配工艺规划中目前大都采用装配顺序描述装配过程,但尚无法表达装配工序交叉和设计中的安装布置'捌整等问题.考虑设计阶段和制造阶段的装配要求,建立了基于装配任务的装配工艺信息模型.该模型以多层次的装配进程表达产品装配工艺过程,通过任务对象的交叉安装表达工序交叉和安装布置凋整,并给出了装配调整策略;针对冗余装配任务提出了装配任务合并方法.最后通过实例验证了文中模型的正确性和有效性.     

基于框架的虚拟装配系统研究

根据框架理论构建虚拟装配系统,将典型装配过程性知识封装到过程框架中并在系统中保存。系统采用场景匹配的方式来捕获用户的交互意图,提高了系统的认知能力。以匹配成功的过程框架引导装配活动,并根据框架中规定的动作和时机来完成装配件的精确定位,有效克服了操作者通过交互设备对装配零件运动控制不精确的问题。     

Virtual assembly technologies based on constraint and DOF analysis

Assembly constraint is an important factor for product assembly. Constraint is not only necessary for accurate locating of parts but also an important way to realize assembly operation process in virtual assembly (VA) system. In this study, to realize VA reasonably, uniform representations of assembly constraint, equivalent relation between constraint and degree of freedom (DOF), and movable DOF reduction are defined. Several algorithms including based-constraint assembly relation recognition, assembly parts location solving under free and constrained spaces, and movement navigation are developed. These algorithms have been applied to integration virtual assembly environment (IVAE) software system. An example is illustrated, and the results prove that the algorithms provide a good support for the constraint treatments in IVAE and the high consistence between virtual and real assembly process is realized.     

设备拆装混合现实系统中的拆装逻辑设计

针对机械部件在拆装过程中存在设备投资大、损耗程度高、危险性大、拆装效率低等问题, 本文采用混合现实技术, 设计出一套虚拟拆装系统. 其中, 拆装逻辑是拆装系统的核心, 拆装系统的通用性取决于拆装逻辑的设计. 为了解决虚拟拆装系统通用性差的问题, 本文通过对常见机械模型的连接方式和装配关系进行分析和总结, 设计出一种基于图遍历算法的数据结构来表达各个模型的逻辑关系, 并针对特种阀门、六关节机械臂等设备的拆装进行实验. 实验结果表明: 该拆装逻辑解决了拆装顺序的可定义和通用性等问题, 能够对模型部件按工艺流程进行虚拟拆解和装配, 最终实现虚拟拆装系统的通用性.     

基于Java 3D的交互式三维动画的研究

为了建立基于工程图学的虚拟实验室,在计算机的屏幕上虚拟现实中零件的装配,笔者通过对两种虚拟语言VRML与Java 3D的分析比较,选定以Java 3D为虚拟平台,在引入.obj文件的基础上,按照现实中零件的安装和工作过程,通过设定相应的程序来实现零件的交互和装配过程,并完成了对零件交互式三维装配动画以及工作原理的论述。以压板为例,给出了一个基于Java 3D的交互式三维装配动画的例子,实现了该装配体在虚拟现实中的要求,达到了虚拟装配的目的。从而验证了该方法在现实零件装配中的预见性和优越性。     

三维虚拟维护训练系统关键技术研究

针对三维虚拟维护训练中设备拆装操作复杂的问题,提出一种通用的拆装关系数 据格式和处理方法,可方便定制各种设备的拆装训练应用;提出一种高效简洁的自动轴对齐约 束拆装操作方法,并以此设计实现了一种二维屏幕空间的移动拖拽器。通过OSG 引擎进行场景 渲染和管理,分析了系统的体系结构和场景组织设计,开发了一套虚拟拆装训练三维仿真系统, 实现了拆装操作记录的统计和报表输出。应用结果表明,该系统具有较好的实时性和显示效果。     

Assembly operation process planning by mapping a virtual assembly simulation to real operation

Virtual assembly has been widely used in product development. However, virtual operation and actual operation are different in time and space, the simulation of interactive virtual assembly cannot support the assembly operation's process planning directly. In this paper, the solution for assembly operation's process planning is developed based on interactive virtual assembly. According to the solution, interactive assembly operation is used to obtain the actions of operation sequence. The actions are mapped into the data of a real operation action to obtain real operation actions. Then assembly operation cards can be obtained. To support the assembly operation actions obtained through virtual assembly simulation, a product assembly model is proposed. An operation semantic model is used to replace the geometric constraint model of assembly, which contains several ordered geometric constraints and some engineering restriction conditions. To test the solution and the models, one process planning example of an automobile engine is introduced. The results verified the feasibility and the effectiveness of the methods.