机电产品装配过程虚拟仿真课件的研究与开发

虚拟装配技术是一项全新的设计概念,是虚拟制造中的一项关键技术,可用于产品设计阶段进行预装、验证装配工艺的正确性等多个方面,是利用计算机三维建模技术模拟生成与实体零件相同的模型,并可以按照用户需求进行动态装配的一门新兴的三维应用技术.以单级减速器装配过程为例,介绍用Java3D构造虚拟场景,进行单级减速器装配仿真和信息交互课件开发技术.     

基于自动拆卸过程的装配序列生成方法研究

装配序列生成是装配工艺规划的基本任务,设计了一个基于自动拆卸过程的装配序列生成算法。首先,进行自动拆卸仿真,通过过程中的干涉检查生成可行的装配序列集。然后,定义了三类装配序列优先约束规则,对可行序列集进行过滤选择,得到可用于最终评价的少量装配序列。该算法在SolidWorks平台上得到了实现,给出了实例验证。     

拖拉机前驱动桥虚拟装配应用研究

在分析和总结了虚拟装配技术研究现状的基础上,阐述了其原理,实施步骤以及关键技术的应用,并以拖拉机前驱动桥为虚拟装配对象,在计算机虚拟装配环境（Division Mockup）中装配并进行相应的装配检验,介绍生成装配序列与装配路径,并制作成装配动画的步骤,形象地展现产品的装配全过程。在（Division Mockup）中,以第三方插件为桥梁,借助由数据手套、位置跟踪器（FOB）、偏振眼镜和投影系统组建的虚拟现实环境,可以实现人机交互操作,并介绍了人机交互接口定义的规则和方法。     

基于VRML场景的虚拟装配环境设计

Java 和VRML 的结合,构成了创建基于网络的大规模虚拟环境的理想综合平台,特别适合分布式VRML 场景的虚拟装配环境设计。给出了一种基于VRML 和Java的虚拟现实构建方法,即通过I-DEAS 完成虚拟产品的物理建模和装配设计,修改由I-DEAS的输出的VRML 文件,增加交互性所必需的传感器节点,然后利用VRML 的Script 和EAI将它们有机地集成在一起,在此技术上完成VRML 场景的动态生成、装配控制及装配过程的动画回放等功能。     

基于网络的虚拟装配可视化技术研究

分析了在计算机上实现虚拟装配的流程及如何用VRML创建三维可视化的虚拟场景，提出一种基于VRML和Java的虚拟现实构建方法，用以增强VRML虚拟场景与外界的交互性，并以球阀为例给出了在网络上创建虚拟装配动画演示的具体方案．该方法不仅可用于演示网络环境下的可视化装配，也适合于其它领域基于Web的科学可视化。     

MakerBot3D打印机虚拟装配系统的设计与实现

目的满足新产品的研发、后期维护以及操作培训等方面的需求。方法选用型号为Makerbot Replicator2的3D打印机为例,通过实际测量在三维建模软件SolidWorks中进行精确建模,之后利用3dsMax进行模型优化,最后导入到VRP完成虚拟装配系统制作。结果该系统能够展示整个3D打印机的内外部结构和装配过程。结论将虚拟装配技术与3D打印机相结合,能够以数字化的形式呈现3D打印机的整体结构和功能,而不必再受客观条件的制约,为工业产品的设计、完善、维护和管理提供了一种崭新的方式,对市场现有的3D打印机具有一定的适用性。     

基于多触点定位和状态校验的虚拟装配技术

目的提供一种具有通用性的虚拟装配零部件设计方法,能够实现多位置、多旋转状态判定的装配方式与灵活的装配序列规划。方法首先使用多个定位触点进行碰撞检测来确定零件的位置和旋转状态,然后使用二进制整数作为零件状态码表达零件间的装配依赖关系,最后通过二进制运算表达式的校验算法限制零件状态码的取值决定零件是否可以装配,从而达到装配序列的约束规划。结果在装配方式上使得所有零件具有通用的设计方案,针对特殊零件只需要设置特殊定位触点,在装配序列规划上实现了多种灵活的装配顺序设计,装配逻辑关系表达更加清晰。结论通过多触点定位和状态校验可以实现具有很好通用性和扩展性的虚拟装配技术。     

直升机数字化装配工艺设计与三维AO构建

飞机装配工艺设计过程及工艺数据的组织管理是当前飞机数字化制造技术研究中的一个关键问题．在基于模型定义技术的基础上,提出了直升机数字化装配工艺设计与三维装配指令（assembly order, AO）构建的方法．通过对DPE软件进行客户化定制和脚本开发,优化了数字化装配工艺设计过程,实现了AO文本的自动输出,缩短了装配指令的编写周期;通过对DPE与3DVIA Composer软件的集成开发,实现了三维AO的构建,从而为装配现场可视化奠定了基础,较好地解决了传统装配指令对装配现场指导不生动、不直观等问题．     

PZ1740E胶印机印刷结构虚拟装配系统的设计

目的满足胶印机的研发和维护,为产品提供一种自我展示的虚拟平台。方法选用型号为PZ1740E的四开单张纸单色平版胶印机为例,通过使用较为精准的测量工具实际测量,在三维建模软件3ds MAX中进行建模,以及模型的优化,最后导入Unity3D中完成虚拟装配系统的制作。结果既可以实现自动装配功能,又可以手动进行拆分和装配操作,观察印刷部分的内外构造。结论将虚拟现实技术、装配技术与胶印机相结合,使胶印机印刷部分的整体结构和功能以数字化的方式呈现,更好地应用于胶印机的工业设计、完善和维护。     

基于X3D的折叠纸盒包装结构虚拟设计

将第2代Web的核心技术虚拟现实技术应用到纸盒包装结构设计中来,利用X3D语言虚拟地完成产品的设计和开发,提出一套完整的纸盒虚拟设计方案,实现了纸盒由平面到立体的成型过程的展示,并通过Java或JavaScript与用户进行交互设计, 大大提升了用户在设计过程中的地位和作用,同时也缩短了产品开发周期,降低了设计和制造成本.     

面向虚拟装配系统的模型数据库构建

针对虚拟装配系统中三维模型数据量大的特点,提出在采用关系数据库表达层次模型的基础上,基于Oracle数据库的LOB(大的二进制对象)来实现三维模型及装配信息的存储与读取功能。应用VC++构建了虚拟装配系统软件平台,实现了三维模型文件在虚拟装配系统中的显示与管理。     

数码印刷机虚拟演示系统的设计与制作

目的为了满足数码印刷机产品展示和辅助教学的需要,利用虚拟现实技术设计与制作数码印刷机的虚拟演示系统。方法以DocuColor 5065数码印刷机为研究对象,根据收集到的资料在AutoCAD中绘制CAD图,或者在Illustrator中勾勒出模型曲线,而后在3ds Max中进行建模。经相关优化处理后导入到VRP平台中进行后期处理,实现虚拟印刷流程展示、构件介绍、分步解说等功能。结果最终构建出数码印刷机虚拟演示系统,通过该系统能够观看印刷机实物展示、装配动画、装配步骤等,了解印刷机的各个零部件和印刷的实际过程。结论将虚拟现实技术应用于数码印刷机中,不但能够对产品进行数据化描述和可视化呈现,使用户了解印刷机的内外部结构和相关特性,而且为数码印刷机的演示流程提供一个展示平台。     

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。     

基于X3D的水轮发电机组虚拟安装研究与开发

由于水轮发电机组的结构比较复杂,有关专业的学生或水电站技术人员在了解水轮发电机组的结构与安装过程时,往往面临一定的困难。针对这一实际问题,在应用Pro/E对水轮发电机组三维建模的基础上,对应用Xj3D工具包、Java、Java3D实现虚拟场景的动态交互技术进行了研究,将三维模型转换为虚拟场景,进而实现了水轮发电机组的虚拟安装。实际应用表明,所开发的系统在教学和技术人员培训方面有较高的应用价值。     

基于Unity3D煤矿钻机虚拟装配培训系统开发

目的 改善当前煤矿钻机装配培训可视化程度不高,培训质量偏低的现状。方法 结合UG与3ds max三维动画软件各自建模优势,探讨了三维模型重构和烘焙纹理贴图的处理方法,搭建模型结构树,采用C#语言编写实现装配系统的核心脚本,研究相关装配动画轨迹控制,设计不同的系统UI界面方案,并通过坐标法和平均法对方案获得不同受众的权重评分进行计算得到最优方案。结果 基于Unity3D虚拟引擎平台,开发并实现了一套以第一人称视角进行的煤矿钻机虚拟装配培训系统。采用HTC VIVE Pro外接式头戴设备对接系统调试运行和最终发布,实现人机交互操作。结论 虚拟装配培训系统展现了完整的装配流程,通过友好的人机交互给予受训人员新颖生动的教学体验,初步探索虚拟现实技术在煤矿钻机智能化方向与远程交互控制的融合,并对钻机的市场推广应用提供了新思路。     

磁悬浮微装配系统理论模型及实现技术

针对现有微装配系统存在的问题，给出了一种新的理论模型；将微产品装配离散化，便于建立标准化、模块化的实用微装配系统．该模型为灵巧加工及CIMS微系统打下了基础．利用磁悬浮平台代替幸臣／细运动平台传送装配子单元；同时，也利用它作为微装配平台，在一个运动平台实现了瘫臣／细运动；没有导线与运动平台相连。实现了平台的长距离运动．巧妙地利用平台运动实现线激光对微装配环境的扫描，获取微装配环境的三维信息．将全局／局部视觉系统分离，增加了操作空间．采用两种模型对磁悬浮系统进行控制，满足了瘫臣／细运动精度．采用该理论模型可以简化系统的结构，提高装配效率．