實(shí)現(xiàn)虛擬裝配技術(shù)工藝規(guī)劃系統(tǒng)【中文2470字】【PDF+中文WORD】,中文2470字,PDF+中文WORD,實(shí)現(xiàn),虛擬,裝配,技術(shù),工藝,規(guī)劃系統(tǒng),中文,2470,PDF,WORD 【中文2470字】 實(shí)現(xiàn)虛擬裝配技術(shù)工藝規(guī)劃系統(tǒng) LIU Jian-hua(劉檢華),NING Ru-xin(寧汝新),TANG Cheng-tong(唐承統(tǒng)) (機(jī)械與車輛工程學(xué)院,北京理工大學(xué),北京100081,中國) 文摘:虛擬裝配工藝規(guī)劃的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)(VAPP)系統(tǒng)進(jìn)行了分析,包括虛擬裝配模型、實(shí)時(shí)碰撞檢測、約束自動(dòng)識(shí)別算法,電纜利用裝配過程規(guī)劃和視覺在車間裝配過程的計(jì)劃。一個(gè)虛擬裝配模型基于層次化裝配任務(wù)列表(HATL)提出,裝配任務(wù)定義表達(dá)組件裝配操作和順序和分層次組織根據(jù)不同的組件,可以完美的模型產(chǎn)品的施工過程。和多層自動(dòng)如何識(shí)別的幾何約束識(shí)別算法提出了虛擬環(huán)境中裝配約束關(guān)系,然后基礎(chǔ)課碰撞檢測算法進(jìn)行了探討。VAPP系統(tǒng)構(gòu)建和一些簡單的機(jī)械組件是用來說明該方法和算法的可行性。 關(guān)鍵詞:虛擬裝配,裝配模型,裝配任務(wù);碰撞檢測;約束自動(dòng)識(shí)別 CLC號(hào)碼:TP 391.9文檔代碼:A 文章ID:1004 - 0579(2005)04-0400-06 贊助多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金(50475162) LIU Jian-hua傳記(1977 -),講師,博士,jeffliu@bit.edu.cn。 組裝的一代新產(chǎn)品的計(jì)劃通常是一個(gè)漫長和昂貴的手工過程,直接影響著新產(chǎn)品推出的速度和投放市場的時(shí)間。一個(gè)完整的組裝計(jì)劃包括一組指令描述的順序操作,物料清單(BOM),工具,設(shè)備和相關(guān)的質(zhì)量保證程序。一個(gè)好的可以提高效率和裝配過程的計(jì)劃質(zhì)量、降低成本和縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展(VR)技術(shù)開辟了一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)組工具來生成裝配過程的計(jì)劃。虛擬現(xiàn)實(shí)提供了潛在的方法,工程師查看,操作和組裝產(chǎn)品的3D空間,互動(dòng),身臨其境的環(huán)境。而不是抽象的算法由傳統(tǒng)裝配工藝規(guī)劃方法,現(xiàn)在,工程師和專家知識(shí)可以在虛擬環(huán)境下的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)之前物理組件原型在組裝和拆卸的組件虛擬環(huán)境和監(jiān)控這些操作,可接受的裝配計(jì)劃的大綱生成的?；谔摂M現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用程序?qū)е铝艘粋€(gè)新的裝配過程的研究成果規(guī)劃。 全S[1],布林格H J[2],古普塔R[3]建立一個(gè)虛擬的取得了重大進(jìn)展環(huán)境(VE)或“協(xié)助”組裝規(guī)劃相關(guān)工程決策,我們當(dāng)前的工作提供了重要依據(jù)。然而,一些重要的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)組裝模型,自動(dòng)幾何約束識(shí)別和電纜利用裝配過程規(guī)劃沒有詳細(xì)描述。這的目的紙是描述VAPP的初步結(jié)果系統(tǒng),和一些關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)技術(shù) VAPP如分層組裝任務(wù)列表(HATL),但是碰撞檢測算法(FL-CDA),離散控制點(diǎn)模型(DCPM)電纜利用裝配規(guī)劃進(jìn)行了討論。 1.1虛擬裝配模型 組裝模型是數(shù)字模型來描述給定產(chǎn)品總成的裝配狀態(tài),它是虛擬裝配的基礎(chǔ)。虛擬裝配模型不僅要支持設(shè)計(jì)師表達(dá)裝配關(guān)系,而且記錄裝配操作、裝配(即軌跡。裝配路徑)、裝配順序、裝配時(shí)間、等。 在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中,產(chǎn)品裝配過程可以被描述為一系列的組裝工作在不同workstations.In程序完成每一個(gè)工序,組件組裝和與其他組件的裝配關(guān)系建立。從這一點(diǎn)上,每一個(gè)工作過程可以被視為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的組成單元在整個(gè)裝配過程產(chǎn)品。VAPP的裝配任務(wù)(在)介紹描述這個(gè)獨(dú)立的組成單位,并被定義為“一組連續(xù)的操作是在同一對(duì)象(組裝工具)的用戶,扣人心弦的操作,以釋放一個(gè)對(duì)象操作”。使用工具來修復(fù)組件檢查其可訪問性也當(dāng)作一個(gè)人VAPP。 一般來說,一個(gè)復(fù)雜的產(chǎn)品時(shí)常分為若干模塊,這些模塊可以同時(shí)在不同的車間,組裝,最后他們組裝在一起嗎形成最終的產(chǎn)品。因此,裝配任務(wù)應(yīng)該組織成不同的組根據(jù)不同的組件。VAPP的一個(gè)基礎(chǔ)提出HATL模型來描述裝配模型,圖1所示。 在HATL模型中,一個(gè)產(chǎn)品的描述。根據(jù)不同的目的,分為四種類型:裝配組件、調(diào)整裝配電纜,和使用工具。包含一個(gè)資源操作對(duì)象,記錄交互操作用戶在虛擬環(huán)境中執(zhí)行。三種類型的操作定義:扣人心弦的對(duì)象,移動(dòng)對(duì)象和釋放對(duì)象。 圖1 HATL模型產(chǎn)品 在裝配過程中,約束建立組件之間。每個(gè)在包含約束對(duì)象的列表,每個(gè)約束對(duì)象表示幾何約束之間的裝配組件和這些組裝組件,組件本身還維護(hù)一個(gè)約束列表記錄目前許多約束。每個(gè)約束行動(dòng)上的組件將限制一些動(dòng)作(即。運(yùn)動(dòng)自由度,景深)組件。 此外,每個(gè)組件的裝配路徑記錄下物體的路徑。定義對(duì)象的路徑通過一系列離散的組件在裝配過程中占據(jù)位置。VAPP系統(tǒng)可以保證這條道路的實(shí)時(shí)的可用性碰撞檢測。有時(shí),用戶可能需要在裝配過程中改變他們的觀點(diǎn)為了看得清楚,所以每個(gè)視點(diǎn)位置是也記錄由另一個(gè)路徑對(duì)象。與此同時(shí),一個(gè)裝配任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間計(jì)算時(shí)間屬性,這樣整個(gè)裝配時(shí)間可以計(jì)算出特定裝配過程的計(jì)劃。 在HATL模型中,一個(gè)產(chǎn)品不直接包含組件對(duì)象的列表,但在列表對(duì)象代表的裝配任務(wù)本產(chǎn)品是組裝。所示結(jié)構(gòu)圖2,每個(gè)公司被一系列的組裝操作(AO)。這種結(jié)構(gòu)可以完全模擬產(chǎn)品的施工過程及其分,因?yàn)檠b配任務(wù)分組根據(jù)裝配結(jié)構(gòu)。 圖2在產(chǎn)品列表 1.2實(shí)時(shí)碰撞檢測 VAPP服務(wù)不僅碰撞檢測作為一個(gè)衡量增加虛擬互動(dòng)環(huán)境的忠誠,但也作為先決條件約束自動(dòng)識(shí)別。 最原始的物體的碰撞檢測方法通過測試所有的組合工作臉和邊緣存在一個(gè)對(duì)象的邊緣穿刺在離散時(shí)間時(shí)刻面對(duì)另一個(gè)對(duì)象。許多后來的方法旨在大幅減少對(duì)需要的數(shù)量檢查交叉口改善實(shí)時(shí)性能八叉樹[4],[5]和[6]都是算法的例子旨在減少數(shù)量。碰撞后的區(qū)域 確定,執(zhí)行的多邊形級(jí)檢測是獲取準(zhǔn)確的碰撞的結(jié)果。的兩個(gè)最快的通用的多邊形模型碰撞檢測系統(tǒng)是“快速”系統(tǒng)[7]。 基于這些研究,但是碰撞檢測算法(FL-CDA)提出的VAPP,圖3所示。的四層FL-CDA如下: ①邊界框?qū)?測試限定框組件之間的十字路口和組件,如果分割的,把這個(gè)組件(CP)到一個(gè)潛在的碰撞(PCL)列表。 ②中間層:對(duì)于每個(gè)CP在PCL,計(jì)算他們最小的碰撞區(qū)域(每個(gè)組件都有在初始化階段,建立了bsp樹每個(gè)這棵樹的葉子節(jié)點(diǎn)代表多邊形的最小分解區(qū)域由一個(gè)連環(huán)該組件的面孔),然后存儲(chǔ)碰撞地區(qū)對(duì)成一雙碰撞區(qū)域列表(CRPL)。圖3但是碰撞檢測算法 ③多邊形面層:為每一個(gè)沖突地區(qū)一雙CRPL,得到多邊形面分別列表,然后測試多邊形面之間的十字路口兩個(gè)多邊形面列表,最后交叉多邊形的臉對(duì)存儲(chǔ)在交叉多邊形的臉對(duì)列表(IPFPL)。 ④精確層:為每一個(gè)分割的多邊形臉,讓主人表面,如果這個(gè)表面對(duì)存在任何幾何約束,那么這分割的多邊形面是無效的和從IPFPL刪除。臉,讓主人表面,如果這個(gè)表面對(duì)存在任何幾何約束,那么這分割的多邊形面是無效的和從IPFPL刪除。 [參考文獻(xiàn)] [1]　Jayaram S,Connacher H I,Lyons K W.Virtual assembly using virtual reality techniques[J].Computer-Aided Design,1997,29(8):575-584. 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