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虚拟装配技术及其应用

更新日期:2007-07-17  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

虚拟制造是一种新兴的先进制造概念和理论,虚拟装配是虚拟制造研究领域重要的研究分支。虚拟装配可帮助产品摆脱对于试制物理样机并装配物理样机的过度依赖, 可以有效地提高产品装配建模的质量与速度,有助于降低产品开发成本,缩短产品开发周期。介绍了虚拟装配的国内外现状,分析了虚拟装配的特征和关键,探讨了虚拟装配的实施方案和步骤。

0 引言

    日益激烈的市场竞争要求制造业以最短的产品开发周期(Time)、最优的产品质量(Quality)、最低廉的制造成本(Cost)和最好的技术支持与售后服务(Service)即“TQCSP”来赢得市场与用户,同时要求制造业对环境的负面影响减垒最小。制造全球化以及消费观念的变革, 给传统的制造技术带来严峻挑战,21世纪的制造业正在以机械为特征的传统技术时代向着以信息为特征的系统技术时代迈进。随着计算机软、硬件技术的发展,先进制造技术 断涌现,2O世纪9O年代以来产生了一种新的制造概念和理论——虚拟制造(Virtual Manufacturing,VM),其全新的制造体系和模式已成为现代制造技术与系统发展的必然趋势。

    虚拟制造技术是许多先进学科领域知识的综合集成与应用,它以数字化建模技术,计算机仿真技术,分析优化技术为基础,在产品设计阶段或产品制造之前,实时、并行地模拟出产品的未来制造全过程及其对产品设计的影响,预测产品的性能、成本和可制造性, 以达到产品的开发周期和成本的最优化,生产效率的最高化之目的[1]。虚拟装配是虚拟制造研究领域的重要研究分支。 字串9

1 虚拟装配的国内外研究现状

    自从20世纪80年代虚拟现实(Virtual Reality简称VR)概念的提出以来,虚拟现实作为一门新兴学科正在蓬勃发展,近年来在工程、航空航天、军事、建筑等领域得到越来越广泛的应用。虚拟现实采用计算机技术生成一个逼真的,具有视、听、触等多种感知的人工虚拟环境,使置身于该环境中的人可以通过各种多媒体传感交互设备与这一虚构的环境进行实时交互作用,产生身临其境的感觉, 具有自主性、沉浸感和交互性的特征。我国从90年代开始进行虚拟现实技术方面的探索和研究工作。

    利用虚拟现实技术创造虚拟环境,在虚拟环境中进行设计、制造称为虚拟设计、虚拟制造,虚拟装配是虚拟设计制造研究领域的重要研究分支,虚拟装配也是并行工程的支持技术之一。 字串3

    虚拟装配是在虚拟环境中, 利用虚拟现实技术将设计的产品三维模型进行预装配, 在满足产品性能与功能的条件下,通过分析、评价、规划、仿真等改进产品的设计和装配的结构,实现产品可装配性和经济性。

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