机械制造中虚拟装配技术的结构体系与技术要点

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1、机械制造中虚拟装配技术的结构体系与技术要点摘要虚拟装配技术是虚拟现实技术、计算机仿真技术等多种先进技术在制造装配领域的综合应用，它可完成或者支持装配过程的可视化或装配工艺的规划，极大提高机械设计和制造的效率。关键词虚拟装配技术；机械制造；计算机仿真技术inmachinemanufacturingofconjectureassembletechniqueofstructuresystemandtechniqueimportantpoint//zhangguoyou,wangguomingabstractconjectureassemb

2、letechniqueisthevirtualrealitytechnique,computersimulationandavarietyofadvancedtechnologyarecomprehensiveapplicationonthemanufacturingassemblerealm,itcancompleteperhapssupportassembleprocessofcanseetoturnorassemblecraftofprogramming,biggestexaltationefficiencyofmachine

3、designandmanufacturing.keywordsconjectureassembletechnique;machinemanufacture;computersimulationauthor’saddresslightindustrycollegeinshandong,jinan,china250353;shouguangtechnicianschoolofshandong,shouguang,shandong,china2627001前言传统的计算机辅助装配系统的输入输出设备是二维的，而机械虚拟装配技术的输入输出设备

4、是三维的，这对于机械制造专业特别是机械制造的实践模拟实验与动态的技术学习，具有重要的现实意义和深远的技术教育意义，也是目前虚拟技术在教育中的具体应用，具有广阔的发展前景。2机械制造中常见的虚拟装配系统结构 在机械制造专业中，虚拟技术已经十分普遍，但就从技术的系统性原理出发，常见的虚拟装配系统结构一般分为4个模块。1）模型模块，功能是通过将零件的相关数据信息，包括几何模型、物理特征、零件的公差等，以及产品的装配模型，输入虚拟装配系统里，生成需要的虚拟零件模型，它是虚拟装配系统中最为基本的过程，具有基础性。2）用户交互模块，即各种虚拟外

5、部设备和其支持系统，通常有麦克风、数据手套、光栅眼镜、数据衣、头盔式显示器等。装配技术人员利用这些虚拟外部设备与虚拟装配系统进行人机交互，进行虚拟装配的各种操作，它是实现虚拟过程的交互体现，是感知与操作、认识与对比、接受与学习、技术与能力的具体体现。比如，要实现数据的模拟，是需要人的动手与动脑思考的，是需要显示与对比的，此模块就是最好的体现。3）环境虚拟模块，是虚拟装配系统的核心，包括各种虚拟现实算法、虚拟装配环境配置、虚拟装配环境生成、虚拟零件模型、虚拟装配工具包以及虚拟外部设备驱动系统。其中，虚拟现实算法主要包括干涉检验算法、多

6、细节层次模型自动生成算法；虚拟装配环境配置即对装配环境进行配置，包括坐标系的设定、定位、光照设置等；虚拟环境生成即生成虚拟环境所需的视觉、听觉和触觉信息等，利用各种优化算法对虚拟环境进行优化，以保证系统的实时性，为装配技术人员创造犹如现实的虚拟装配环境；虚拟装配工具包是由cad系统创建的各种装配工具的几何模型转换得到的虚拟工具模型；虚拟外部设备驱动即各种虚拟外部设备的驱动程序。4）输出模块，由输出零件装配轨迹、干涉检查报告、零件装配顺序文件、装配过程动画以及产品的虚拟模型组成。其中，零件装配轨迹可用来指导装配机器人的操作运动轨迹；干

7、涉检查报告为产品设计更改提供参考，如更改零件尺寸、形状或者更改产品的结构；装配顺序文件用于指导制定装配工艺；装配过程动画用于培训装配人员。3机械制造中虚拟装配系统中的装配要点在虚拟装配系统中，装配人员置身虚拟装配环境中，通过人机交互，利用虚拟外部设备对零件进行虚拟操作，完成产品的虚拟装配与数据报告。此过程可由3个重要环节组成，决定虚拟装配系统运行的优劣，也是机械制造中虚拟装配的动作要领之重点。因此，虚拟操作者不仅应掌握好，关键是能够实现真正的虚拟装配，达到虚拟的真正内涵，体现虚拟教育的本意。3.1准备环节它主要是构建零件的虚拟模型，

8、包括零件的工程设计信息、零件物理属性信息以及零件虚拟几何模型。零件的工程设计信息即那些体现设计者装配意图的几何元素，物理属性信息即对虚拟对象物理特性的描述，零件的虚拟几何模型则描述了虚拟零件的外观、几何形状，通过cad系统生成的零件几