虛擬裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展.pdf

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1、封面文章COVERSTORY虛擬裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展SurveyofVirtualAssemblyandItsPerspective哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院李建廣夏平均虛擬裝配技術(shù)已成為數(shù)字化制造技術(shù)在制造業(yè)中研究和應(yīng)用的典范，針對復(fù)雜產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，避免或減少物理模型的制作，縮短開發(fā)周期，降低成本，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的并行開發(fā)，提高裝配質(zhì)量和效率，改善產(chǎn)品的售后服務(wù)。虛擬裝配是近十幾年興起的虛作，縮短開發(fā)周期，降低成本，從而實(shí)擬制造技術(shù)研究的重要方向之一，它現(xiàn)產(chǎn)品的并行開發(fā)，提高裝配質(zhì)量和從產(chǎn)品裝配的視角出發(fā)，以提高全生效率，改善產(chǎn)品

2、的售后服務(wù)。虛擬裝李建廣命周期的產(chǎn)品及其相關(guān)過程設(shè)計(jì)的配在航空航天、汽車、船舶、工程機(jī)械工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師。主要從事CAD/CAM、數(shù)字化加工與裝配質(zhì)量為目標(biāo)，綜合利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)等領(lǐng)域的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其裝配工技術(shù)、數(shù)控加工、加工誤差建模和補(bǔ)償計(jì)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)建模藝規(guī)劃具有重要的意義，受到國內(nèi)外等方面的研究，完成了國家“863”、國防與仿真技術(shù)、信息技術(shù)等，建立一個的普遍關(guān)注?？乒の⒖傃b備部等多個課題的研究工具有較強(qiáng)真實(shí)感的虛擬環(huán)境，設(shè)計(jì)者作，承擔(dān)和參與了與工藝參數(shù)優(yōu)化有關(guān)的項(xiàng)目2項(xiàng)，獲國家級教學(xué)成果獎二等可在虛擬環(huán)境中交互

3、式地進(jìn)行產(chǎn)品虛擬裝配技術(shù)的獎1項(xiàng)，黑龍江省高等學(xué)校優(yōu)秀教學(xué)成設(shè)計(jì)、裝配操作和規(guī)劃、檢驗(yàn)和評價研究概況果獎一等獎1項(xiàng)、中國高?？茖W(xué)技術(shù)進(jìn)產(chǎn)品的裝配性能，并制定合理的裝配虛擬裝配以產(chǎn)品及其零部件的步二等獎1項(xiàng)。目前承擔(dān)本校本科生方案。三維實(shí)體模型為基礎(chǔ)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)和研究生CAD/CAM和數(shù)字化制造等方面的教學(xué)工作。虛擬裝配技術(shù)已成為數(shù)字化制技術(shù)在計(jì)算機(jī)上仿真裝配操作的全造技術(shù)在制造業(yè)中研究和應(yīng)用的典過程，進(jìn)行裝配操作及其相關(guān)特性的范，針對復(fù)雜產(chǎn)品利用該技術(shù)可優(yōu)化分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的裝配規(guī)劃和評價，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，避免或減少物理模型的制制定合理的裝配方案。一般

4、情況下，34航空制造技術(shù)·2010年第3期封面文章COVERSTORY[5]虛擬裝配是指在計(jì)算機(jī)上所進(jìn)行的劃為中心的虛擬裝配和以虛擬原型特征，進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。零部件模型“裝配”，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境無為中心的虛擬裝配4類。（2)以工藝規(guī)劃為中心的虛擬裝關(guān)緊要，只是表現(xiàn)手段不同而已。虛（1)以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為中心的虛擬裝配。針對產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計(jì)問題，擬裝配主要實(shí)現(xiàn)2個層次的映射，即配。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，虛擬裝配技基于產(chǎn)品信息模型和裝配資源模型，底層的產(chǎn)品數(shù)字化模型映射產(chǎn)品物術(shù)主要用于2個方面：一是基于虛擬借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的裝理模型，頂層的裝配過程仿真映

5、射真裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，二是基于虛擬裝配配工藝設(shè)計(jì)，獲得可行且較優(yōu)的裝配[6]實(shí)的裝配過程。底層的映射避免了的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化。工藝方案。以工藝規(guī)劃為中心的產(chǎn)品模型的物理實(shí)現(xiàn)，同時使得工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，基于虛擬裝配虛擬裝配的主要研究內(nèi)容是裝配作分析、裝配仿真成為可能；頂層的映的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是一種基于TOP-業(yè)與過程規(guī)劃，包括裝配或拆卸順序射使得產(chǎn)品裝配規(guī)劃、仿真驗(yàn)證及評DOWN的CAD技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)零件的規(guī)劃、裝配路徑的規(guī)劃、工藝路線[1][3]價成為可能。和裝配體的混合設(shè)計(jì)。它首先根據(jù)的制定、操作空間的干涉驗(yàn)證、工藝虛擬裝配的研究始于1995年，功能要求

6、進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，確定關(guān)鍵設(shè)卡片和文檔的生成等內(nèi)容。以工藝美國的華盛頓州立大學(xué)和NIST聯(lián)合計(jì)參數(shù)，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)子規(guī)劃為中心的虛擬裝配，具有高逼真最早進(jìn)行了虛擬裝配研究，開發(fā)了虛功能分解為子裝配體并確定各子裝度的操作仿真，在虛擬裝配中實(shí)施對擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境（VirtualAssembly配體間的配合關(guān)系，形成設(shè)計(jì)約束。象、操作過程以及所用的工裝工具，[2]DesignEnvironment，VADE）。根據(jù)確定的設(shè)計(jì)約束，可將子裝配體均與生產(chǎn)實(shí)際情況高度吻合，可以生VADE通過建立一個用于裝配規(guī)劃作為子任務(wù)進(jìn)行分解，可實(shí)現(xiàn)并行協(xié)動直觀地反映產(chǎn)

7、品裝配的真實(shí)過程，和評價的虛擬環(huán)境來探索產(chǎn)品裝配同和相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)。為裝配工藝的規(guī)劃提供可靠的驗(yàn)證過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可能性，基于虛擬裝配的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化和優(yōu)化手段。此外，以工藝規(guī)劃為中設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期便可并行是為了更好地幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行與心的虛擬裝配系統(tǒng)可進(jìn)一步用于裝[7-8]考慮產(chǎn)品裝/拆相關(guān)環(huán)節(jié)，避免相應(yīng)裝配有關(guān)的設(shè)計(jì)決策，以提高產(chǎn)品配培訓(xùn)和現(xiàn)場示教。的設(shè)計(jì)缺陷。VADE實(shí)現(xiàn)了與參數(shù)的可裝配性，是虛擬環(huán)境下對產(chǎn)品（3)以制造系統(tǒng)規(guī)劃為中心的虛化CAD系統(tǒng)（如Pro/Engineer）的的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行裝配關(guān)系分?jǐn)M裝配。針對車間柔

8、性裝配制造系[4]數(shù)據(jù)共享，能進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹、零部析的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。統(tǒng)的規(guī)劃，基于產(chǎn)品的信息模型、裝件實(shí)體模型從CAD的自動轉(zhuǎn)