實現(xiàn)虛擬裝配技術工藝規(guī)劃系統(tǒng)【中文2470字】【PDF+中文WORD】

實現(xiàn)虛擬裝配技術工藝規(guī)劃系統(tǒng)【中文2470字】【PDF+中文WORD】,中文2470字,PDF+中文WORD,實現(xiàn),虛擬,裝配,技術,工藝,規(guī)劃系統(tǒng),中文,2470,PDF,WORD 【中文2470字】 實現(xiàn)虛擬裝配技術工藝規(guī)劃系統(tǒng) LIU Jian-hua(劉檢華),NING Ru-xin(寧汝新),TANG Cheng-tong(唐承統(tǒng)) (機械與車輛工程學院,北京理工大學,北京100081,中國) 文摘:虛擬裝配工藝規(guī)劃的關鍵實現(xiàn)技術(VAPP)系統(tǒng)進行了分析,包括虛擬裝配模型、實時碰撞檢測、約束自動識別算法,電纜利用裝配過程規(guī)劃和視覺在車間裝配過程的計劃。一個虛擬裝配模型基于層次化裝配任務列表(HATL)提出,裝配任務定義表達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。和多層自動如何識別的幾何約束識別算法提出了虛擬環(huán)境中裝配約束關系,然后基礎課碰撞檢測算法進行了探討。VAPP系統(tǒng)構(gòu)建和一些簡單的機械組件是用來說明該方法和算法的可行性。 關鍵詞:虛擬裝配,裝配模型,裝配任務;碰撞檢測;約束自動識別 CLC號碼:TP 391.9文檔代碼:A 文章ID:1004 - 0579(2005)04-0400-06 贊助多項國家自然科學基金(50475162) LIU Jian-hua傳記(1977 -),講師,博士,jeffliu@bit.edu.cn。 組裝的一代新產(chǎn)品的計劃通常是一個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間。一個完整的組裝計劃包括一組指令描述的順序操作,物料清單(BOM),工具,設備和相關的質(zhì)量保證程序。一個好的可以提高效率和裝配過程的計劃質(zhì)量、降低成本和縮短產(chǎn)品的上市時間。虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展(VR)技術開辟了一個強大的數(shù)組工具來生成裝配過程的計劃。虛擬現(xiàn)實提供了潛在的方法,工程師查看,操作和組裝產(chǎn)品的3D空間,互動,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,工程師和專家知識可以在虛擬環(huán)境下的產(chǎn)品經(jīng)驗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,可接受的裝配計劃的大綱生成的?；谔摂M現(xiàn)實的應用程序?qū)е铝艘粋€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]建立一個虛擬的取得了重大進展環(huán)境(VE)或“協(xié)助”組裝規(guī)劃相關工程決策,我們當前的工作提供了重要依據(jù)。然而,一些重要的關鍵實現(xiàn)技術組裝模型,自動幾何約束識別和電纜利用裝配過程規(guī)劃沒有詳細描述。這的目的紙是描述VAPP的初步結(jié)果系統(tǒng),和一些關鍵的實現(xiàn)技術 VAPP如分層組裝任務列表(HATL),但是碰撞檢測算法(FL-CDA),離散控制點模型(DCPM)電纜利用裝配規(guī)劃進行了討論。 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。虛擬裝配模型不僅要支持設計師表達裝配關系,而且記錄裝配操作、裝配(即軌跡。裝配路徑)、裝配順序、裝配時間、等。 在現(xiàn)實生產(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程序完成每一個工序,組件組裝和與其他組件的裝配關系建立。從這一點上,每一個工作過程可以被視為一個相對獨立的組成單元在整個裝配過程產(chǎn)品。VAPP的裝配任務(在)介紹描述這個獨立的組成單位,并被定義為“一組連續(xù)的操作是在同一對象(組裝工具)的用戶,扣人心弦的操作,以釋放一個對象操作”。使用工具來修復組件檢查其可訪問性也當作一個人VAPP。 一般來說,一個復雜的產(chǎn)品時常分為若干模塊,這些模塊可以同時在不同的車間,組裝,最后他們組裝在一起嗎形成最終的產(chǎn)品。因此,裝配任務應該組織成不同的組根據(jù)不同的組件。VAPP的一個基礎提出HATL模型來描述裝配模型,圖1所示。 在HATL模型中,一個產(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。包含一個資源操作對象,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:扣人心弦的對象,移動對象和釋放對象。 圖1 HATL模型產(chǎn)品 在裝配過程中,約束建立組件之間。每個在包含約束對象的列表,每個約束對象表示幾何約束之間的裝配組件和這些組裝組件,組件本身還維護一個約束列表記錄目前許多約束。每個約束行動上的組件將限制一些動作(即。運動自由度,景深)組件。 此外,每個組件的裝配路徑記錄下物體的路徑。定義對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時的可用性碰撞檢測。有時,用戶可能需要在裝配過程中改變他們的觀點為了看得清楚,所以每個視點位置是也記錄由另一個路徑對象。與此同時,一個裝配任務的執(zhí)行時間計算時間屬性,這樣整個裝配時間可以計算出特定裝配過程的計劃。 在HATL模型中,一個產(chǎn)品不直接包含組件對象的列表,但在列表對象代表的裝配任務本產(chǎn)品是組裝。所示結(jié)構(gòu)圖2,每個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,因為裝配任務分組根據(jù)裝配結(jié)構(gòu)。 圖2在產(chǎn)品列表 1.2實時碰撞檢測 VAPP服務不僅碰撞檢測作為一個衡量增加虛擬互動環(huán)境的忠誠,但也作為先決條件約束自動識別。 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對象的邊緣穿刺在離散時間時刻面對另一個對象。許多后來的方法旨在大幅減少對需要的數(shù)量檢查交叉口改善實時性能八叉樹[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)行的多邊形級檢測是獲取準確的碰撞的結(jié)果。的兩個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,把這個組件(CP)到一個潛在的碰撞(PCL)列表。 ②中間層:對于每個CP在PCL,計算他們最小的碰撞區(qū)域(每個組件都有在初始化階段,建立了bsp樹每個這棵樹的葉子節(jié)點代表多邊形的最小分解區(qū)域由一個連環(huán)該組件的面孔),然后存儲碰撞地區(qū)對成一雙碰撞區(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多邊形面列表,最后交叉多邊形的臉對存儲在交叉多邊形的臉對列表(IPFPL)。 ④精確層:為每一個分割的多邊形臉,讓主人表面,如果這個表面對存在任何幾何約束,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,如果這個表面對存在任何幾何約束,那么這分割的多邊形面是無效的和從IPFPL刪除。 [參考文獻] [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)