VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

虚拟装配技术的研究综述

对虚拟装配技术的研究状况进行了全面的综述和分析。根据实现功能和目的不同,将虚拟装配分为四类。从虚拟装配环境、虚拟装配关键技术及虚拟装配应用系统三个方面,对虚拟装配技术的研究内容进行了分析和综述。探讨了传统虚拟装配环境的优势与不足,研究了二种新型的虚拟装配环境。总结了虚拟装配中各关键技术的研究和应用概况,重点分析了其中的装配建模、约束定位、工艺规划三种技术。介绍了四种典型的虚拟装配应用系统。最后,最后指出了目前系统开发和应用方面存在的主要问题和不足。     

虚拟设计方法的研究

虚拟设计是目前十分活跃的前沿研究领域，本文在对虚拟设计的发展进行分析的基础上，提出了在现有技术条件下虚拟原型的生成方法，论述了虚拟现实在网络中的应用，讨论了虚拟现实与其他技术有其他计算机图形技术的区别。     

精馏系统的虚拟装配技术研究

将虚拟装配技术引入化工流程中,对可视化设计化工流程、培训工人操作技能以及化工厂的数字化建设具有很大的应用价值。通过分析精馏系统,搭建了可视化装配平台。根据装配约束条件建立了可装配设备模型。提出了"1+1"和"1+n"普遍化的装配方法,实现了装配复杂精馏系统。通过输出装配信息,获取精馏系统装配过程中的装配方式和装配序列,验证装配操作的正确性。装配测试表明装配方法正确可行,其真实性、准确性和有效性满足了精馏系统虚拟装配的要求,实现了自由选择设备装配所需的精馏系统。系统可扩展性强,通过添加其它单元设备,可以实现所有化工流程的虚拟装配。     

CATIA在轮胎设计中的应用

随着计算机技术的普及,汽车行业已经逐渐摆脱陈旧的平面CAD设计手段,完成了向三维CAD的过渡,逐渐向网络化、虚拟化发展。三维设计软件CATIA、UG、Pro/ENGINEER、SolidWorks等逐渐取代了原来的二维设计软件,协助设计师实现了零部件的虚拟设计、整车装配的数字化仿真,使设计效率大大提高,设计失误明显减少。作为汽车的重要零配件,轮胎的设计也需要跟上汽车行业快速发展的步伐。为此,公司决定在同行业中率先使用高端三维设计软件。一、软件的选型CATIA是由法国Dassault公司开发的大型CAD/CAM系统,后与IBM结成合作伙伴,由IBM负…     

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...     

面向三维装配工艺系统的CATIA模型信息提取与应用

三维装配工艺系统是CAPP发展的一个热门趋势,其基础数据主要来源于三维CAD系统模型信息．针对汽车等行业常用的CATIA三维模型装配信息提取的关键技术与难点,介绍如何深入应用CAA二次开发技术,提取装配信息并应用于三维装配工艺系统,编制装配工艺．     

基于VRML的虚拟装配的实现

简单介绍了虚拟现实建模语言－VRML,提出了一种基于VRML的虚拟装配实现方法,并给出了建模、装配以及交互式操作中的事件响应关系等关键实现技术。     

VRML环境下基于语义的产品装配设计技术研究

装配语义是零件间装配约束的抽象与概括，研究基于语义的产品装配设计可有效地提高装配设计的直观性与装配效率。文中给出了基于语义的产品装配设计系统的总体框架结构，将装配语义分为常用语义与特殊语义，并建立了装配语义的层次表达；通过装配语义与几何约束的映射，形成几何约束的代数表达；借助零部件间的运动自由度的求解，实现了装配语义的驱动，有助于将装配设计从几何层发展到语义层进行操作。     

基于CATIA的加油车数字样机建模及应用研究

应用数字样机取代物理样机可有效解决传统装备设计依靠物理样机、需要反复试制物理样机,以致设计周期长、成本高的问题。以加油车的研制为例,对装备数字样机建立的一般方法和基本流程进行研究,应用CATIA建立了加油车数字样机模型,进行了相关检测,验证了基于CATIA创建的数字样机代替物理样机解决和交流设计过程中的问题的可行性,使高质、高效、低成本的装备设计和制造成为可能。     

虚拟装配仿真系统相关技术的研究

研究了一种等离子体增强化学气相沉积(PECVD)装备虚拟装配仿真系统,介绍了系统的装配模型以及装配顺序和路径的规划.建立了虚拟装配仿真场景结构图,并采用细节层次技术对仿真场景进行优化.为了能够实时、方便地修改装配序列和装配路径,准确地描述零部件在装配或拆卸过程中的位置姿态信息,提出了一种虚拟装配的描述语言代码(V代码)和虚拟装配函数(V函数).最后采用基于包围盒逐层分解的干涉检验方法,实现装配过程的干涉检验.该仿真系统有助于缩短产品开发周期、提高设计质量、降低装配成本.     

基于虚拟现实的潜艇虚拟装配系统

该系统是基于虚拟现实技术的潜艇虚拟装配系统。系统使用Creator／Vega虚拟现实软件平台实现,建立非常真实的虚拟装配环境,使用户有身临装配现场的感觉。用户在三维鼠标、位置跟踪器的帮助下可以随意地平移和旋转模型,完成装配操作。同时,该系统运用了Vega容体碰撞检测技术,较好地解决了虚拟装配中的瓶颈--实时碰撞检测。此系统大大缩短了设计周期,节省了设计制造的费用。     

CATIA在飞机模型CAD／CAM一体化制造中的应用

某型单发涡桨轻型多用途通用飞机是在研的主要用于中短途货物运输及短程客运、快递服务新机型,如图1.可通过改装完成空中摄影、农林飞行以及医疗救护等多种作业.某型单发涡桨轻型多用途通用飞机模型是北方某主机厂为推出新型通用飞机而精心打造的一款静态展示用飞机模型,其CAD/CAM一体化模型制造技术在飞机模型制造领域颇具代表性,现就结合其制造过程介绍一下CATIA在飞机模型CAD/CAM一体化制造中的技应用.     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

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。     

基于语义特征造型的虚拟装配

协同虚拟装配技术是虚拟样机技术与虚拟现实技术相结合所产生的一个新的研究热点。基于细胞元表示的语义特征造型技术,提出一种统一的协同虚拟装配框架,在该框架下能够有效支持异构CAD系统间零件及装配体的协同装配。网络传输以特征依赖图存储的操作信息,可降低网络负荷,提高响应速度。该思想初步应用在自主开发的HUST-CAIDS与UG间的异构协同设计中,证明了以上理论的可行性。     

基于行车的Fusion虚拟装配系统的设计研究

核装置体积大、结构复杂、装配精度高,为降低该类型装置的装配风险,节约装配成本,提出了一个以面向PC平台、支持大型复杂装置装配规划、训练、演示为主要目标的基于行车的虚拟装配系统(FVAS).文中通过对三维场景交互、大模型实时碰撞检测、装配定位、装配过程记录、多视点漫游观察等虚拟装配主要技术环节的研究,利用面向对象的视景仿真开发包Open Inventor,结合VC 和商用CAD软件Unigraphics,实现了FVAS的原型设计.该系统成功仿真了我国即将运行的先进超导托克马克实验装置EAST的装配方案,并在先进的聚变驱动次临界堆FDS-I概念设计研究中得到应用.     

基于VRML的交互式虚拟装配平台的实现

针对目前CAD软件只生成静态的三维装配体VRML文件的问题。分析了交互式虚拟装配VRML文件的事件流程，根据文件中的不同节点。路由及脚本所涉及的变量，将文件简化为三个部分，借助开发的交互式虚拟装配平台，用户只需输入零件的拆卸路径，后台程序就会对静态装配体的VRML文件进行处理，从而生成一个交互性强的动态虚拟装配文件。