实现虚拟装配技术工艺规划系统【中文2470字】【PDF+中文WORD】

实现虚拟装配技术工艺规划系统【中文2470字】【PDF+中文WORD】,中文2470字,PDF+中文WORD,实现,虚拟,装配,技术,工艺,规划系统,中文,2470,PDF,WORD 【中文2470字】 实现虚拟装配技术工艺规划系统 LIU Jian-hua(刘检华),NING Ru-xin(宁汝新),TANG Cheng-tong(唐承统) (机械与车辆工程学院,北京理工大学,北京100081,中国) 文摘:虚拟装配工艺规划的关键实现技术(VAPP)系统进行了分析,包括虚拟装配模型、实时碰撞检测、约束自动识别算法,电缆利用装配过程规划和视觉在车间装配过程的计划。一个虚拟装配模型基于层次化装配任务列表(HATL)提出,装配任务定义表达组件装配操作和顺序和分层次组织根据不同的组件,可以完美的模型产品的施工过程。和多层自动如何识别的几何约束识别算法提出了虚拟环境中装配约束关系,然后基础课碰撞检测算法进行了探讨。VAPP系统构建和一些简单的机械组件是用来说明该方法和算法的可行性。 关键词:虚拟装配,装配模型,装配任务;碰撞检测;约束自动识别 CLC号码:TP 391.9文档代码:A 文章ID:1004 - 0579(2005)04-0400-06 赞助多项国家自然科学基金(50475162) LIU Jian-hua传记(1977 -),讲师,博士,jeffliu@bit.edu.cn。 组装的一代新产品的计划通常是一个漫长和昂贵的手工过程,直接影响着新产品推出的速度和投放市场的时间。一个完整的组装计划包括一组指令描述的顺序操作,物料清单(BOM),工具,设备和相关的质量保证程序。一个好的可以提高效率和装配过程的计划质量、降低成本和缩短产品的上市时间。虚拟现实技术的发展(VR)技术开辟了一个强大的数组工具来生成装配过程的计划。虚拟现实提供了潜在的方法,工程师查看,操作和组装产品的3D空间,互动,身临其境的环境。而不是抽象的算法由传统装配工艺规划方法,现在,工程师和专家知识可以在虚拟环境下的产品经验之前物理组件原型在组装和拆卸的组件虚拟环境和监控这些操作,可接受的装配计划的大纲生成的。基于虚拟现实的应用程序导致了一个新的装配过程的研究成果规划。 全S[1],布林格H J[2],古普塔R[3]建立一个虚拟的取得了重大进展环境(VE)或“协助”组装规划相关工程决策,我们当前的工作提供了重要依据。然而,一些重要的关键实现技术组装模型,自动几何约束识别和电缆利用装配过程规划没有详细描述。这的目的纸是描述VAPP的初步结果系统,和一些关键的实现技术 VAPP如分层组装任务列表(HATL),但是碰撞检测算法(FL-CDA),离散控制点模型(DCPM)电缆利用装配规划进行了讨论。 1.1虚拟装配模型 组装模型是数字模型来描述给定产品总成的装配状态,它是虚拟装配的基础。虚拟装配模型不仅要支持设计师表达装配关系,而且记录装配操作、装配(即轨迹。装配路径)、装配顺序、装配时间、等。 在现实生产中,产品装配过程可以被描述为一系列的组装工作在不同workstations.In程序完成每一个工序,组件组装和与其他组件的装配关系建立。从这一点上,每一个工作过程可以被视为一个相对独立的组成单元在整个装配过程产品。VAPP的装配任务(在)介绍描述这个独立的组成单位,并被定义为“一组连续的操作是在同一对象(组装工具)的用户,扣人心弦的操作,以释放一个对象操作”。使用工具来修复组件检查其可访问性也当作一个人VAPP。 一般来说,一个复杂的产品时常分为若干模块,这些模块可以同时在不同的车间,组装,最后他们组装在一起吗形成最终的产品。因此,装配任务应该组织成不同的组根据不同的组件。VAPP的一个基础提出HATL模型来描述装配模型,图1所示。 在HATL模型中,一个产品的描述。根据不同的目的,分为四种类型:装配组件、调整装配电缆,和使用工具。包含一个资源操作对象,记录交互操作用户在虚拟环境中执行。三种类型的操作定义:扣人心弦的对象,移动对象和释放对象。 图1 HATL模型产品 在装配过程中,约束建立组件之间。每个在包含约束对象的列表,每个约束对象表示几何约束之间的装配组件和这些组装组件,组件本身还维护一个约束列表记录目前许多约束。每个约束行动上的组件将限制一些动作(即。运动自由度,景深)组件。 此外,每个组件的装配路径记录下物体的路径。定义对象的路径通过一系列离散的组件在装配过程中占据位置。VAPP系统可以保证这条道路的实时的可用性碰撞检测。有时,用户可能需要在装配过程中改变他们的观点为了看得清楚,所以每个视点位置是也记录由另一个路径对象。与此同时,一个装配任务的执行时间计算时间属性,这样整个装配时间可以计算出特定装配过程的计划。 在HATL模型中,一个产品不直接包含组件对象的列表,但在列表对象代表的装配任务本产品是组装。所示结构图2,每个公司被一系列的组装操作(AO)。这种结构可以完全模拟产品的施工过程及其分,因为装配任务分组根据装配结构。 图2在产品列表 1.2实时碰撞检测 VAPP服务不仅碰撞检测作为一个衡量增加虚拟互动环境的忠诚,但也作为先决条件约束自动识别。 最原始的物体的碰撞检测方法通过测试所有的组合工作脸和边缘存在一个对象的边缘穿刺在离散时间时刻面对另一个对象。许多后来的方法旨在大幅减少对需要的数量检查交叉口改善实时性能八叉树[4],[5]和[6]都是算法的例子旨在减少数量。碰撞后的区域 确定,执行的多边形级检测是获取准确的碰撞的结果。的两个最快的通用的多边形模型碰撞检测系统是“快速”系统[7]。 基于这些研究,但是碰撞检测算法(FL-CDA)提出的VAPP,图3所示。的四层FL-CDA如下: ①边界框层:测试限定框组件之间的十字路口和组件,如果分割的,把这个组件(CP)到一个潜在的碰撞(PCL)列表。 ②中间层:对于每个CP在PCL,计算他们最小的碰撞区域(每个组件都有在初始化阶段,建立了bsp树每个这棵树的叶子节点代表多边形的最小分解区域由一个连环该组件的面孔),然后存储碰撞地区对成一双碰撞区域列表(CRPL)。图3但是碰撞检测算法 ③多边形面层:为每一个冲突地区一双CRPL,得到多边形面分别列表,然后测试多边形面之间的十字路口两个多边形面列表,最后交叉多边形的脸对存储在交叉多边形的脸对列表(IPFPL)。 ④精确层:为每一个分割的多边形脸,让主人表面,如果这个表面对存在任何几何约束,那么这分割的多边形面是无效的和从IPFPL删除。脸,让主人表面,如果这个表面对存在任何几何约束,那么这分割的多边形面是无效的和从IPFPL删除。 [参考文献] [1]　Jayaram S,Connacher H I,Lyons K W.Virtual assembly using virtual reality techniques[J].Computer-Aided Design,1997,29(8):575-584. [2]　Bullinger HJ,Richter M.Virtual assembly planning[J]. Human Factors and Ergonomics In Manufacturing, 2000,10(3):331-341. [3]　Gupta R,Whitney D,Zeltzer D.Prototyping and design for assembly analysis using multimodal virtual environments[J].Computer Aided Design,1997,29(8):318-338. [4]　Noborio H,Fukuda S,Arimoto S.Fast interference check method using octree representation[J].Advanced Robotics,1989,3(3):193-212. [5]　Held M,Klosowski J T,Mitchell J S B.Evaluation of collision detection methods for virtual reality fly-throughs [Z].7th Can Conf Comput Geom,Germany,1995. [6]　Naylor B,Amatodes J A,Thibault W.Merging BSP trees yields polyhedral set operations[Z].17th Annual ACM Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques-SIGGRAPH'90,Dallas,1990. [7]　Gottschalk S,Lin M C,Manocha D.OBBTree:A hierarchical structure for rapid interference detection[Z]. The ACM SIGGRAPH Conference on Computer Graphics,New Orleans,1996. [8]　Zhenyu L,Jianrong T,Shuyou Z.Research of motion guidance in virtual assembly based on semantics recognition[J].Journal of Software,2002,13(3):382-389.(in Chinese) [9]　Ng F M,Ritchie J M,Simmons J E L.Designing cable harness assemblies in virtual environments[J].Journal of Materials Processing Technology,2000,107(11):37-43. (Editor:Cai Jianying)