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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

    由于设计者更习惯于通过工程术语表达零部件问的装配关系,而不是仅局限于几何体素间的约束关系。基于装配语义的虚拟装配技术将更加符合实际的装配过程,采用装配语义形式来简洁地表达零件间的装配关系。更适于设计者在虚拟环境中通过虚拟现实交互方法表达装配意图。

    传统的预装配是以零部件的名义尺寸进的设计和分析, 即在装配过程中零部件没有考虑实际公差的变化对装配的影响。然而,尺寸仅代表了零件理想状况下的几何形状,公差指定了尺寸和几何的允许变动量。尺寸和公差均是产品信息的重要组成部分, 设计设计者为产品的零部件指定尺寸和公差。因此,基于装配精度模型的虚拟装配有着工程实际应用的迫切性和必要性。

    基于装配精度模型的虚拟装配包括功能性和装配性分析。功能性分析:分析和确定对装配体的功能起关键作用的关键尺寸, 其目的是对一个或多个功能尺寸生成尺寸链方程进行公差的分析:装配性分析:计算装配操作中装配零件位置的不确定性或者是分析设计的零件是否能成功配合装配在一起。 字串5

    通常人们从计算机获取的信息是大量的视觉和听觉信息,然而要使人们获得“身临其境”的感觉,还必须有触觉和动感的反馈,用手触摸是人认识事物的一个重要途径。只有当操作者能够进人虚拟世界,通过手和手臀的运动,与虚拟模型和环境进行交互, 获取触觉、力感的反馈,才能形成对虚拟模型的一个完整的认识。在许多情况下,这种触觉、力感交互是至关重要的。譬如,许多装配和维护涉及部件的操作, 如果没有触觉、力感反馈,操作者无法感受到被操作物体的反馈力,得不到真实的操作感,甚至可能出现在现实世界中非法的操作, 比如手在空间的任何地方自由移动,包括穿过虚拟物体。因此带有触觉、力感反馈的人机交互接口是连接虚拟与现实世界、实现操作者与虚拟环境进行交互的关键,对虚拟装配是至关重要。

3 虚拟装配的实施方案和步骤

    (1)在商用CAD系统中建立产品的装配模型,通过CAD系统提供的二次开发接口进行数据转换,将CAD系统中的零件信息以中性文件的形式进行存储。 字串8

    (2)建立装配信息和规则库,如装配顺序规划基本准则、标准件联接和装配的原则、尺寸链的查找和装配评价准则等,建立基于装配语义的装配关系表达。

    (3)虚拟环境中装配语义识别:根据设计者的交互操作, 当装配零件运动到己装配零部件附近时,通过两者装配特征属性匹配, 自动识别出装配零部件间的装配关系。在准确捕捉设计者装配意图的基础上,实现虚拟装配建模过程中零件的约束运动,确保设计者能准确自如地进行产品装配建模操作。

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