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虚拟装配系统技术的研究与实现

谢慧清  
【摘要】: 作为虚拟制造的关键技术之一,虚拟装配技术近年来受到了学术界和工业界的广泛关注,并对敏捷制造、虚拟制造等先进制造模式的实施具有深远影响。通过建立产品数字化装配模型,虚拟装配技术在计算机上创建近乎实际的虚拟环境,可以用虚拟产品代替传统设计中的物理样机,能够方便的对产品的装配过程进行模拟与分析,预估产品的装配性能,及早发现潜在的装配冲突与缺陷,并将这些装配信息反馈给设计人员。运用该技术不但有利于并行工程的开展,而且还可以大大缩短产品开发周期,降低生产成本,提高产品在市场中的竞争力。本论文在现有的理论基础上,结合实际情况对虚拟装配理论及其部分关键技术做了进一步的研究与发展。 首先对虚拟装配系统进行了概述,包括虚拟装配系统的产生与发展以及虚拟装配系统对软硬件的要求。 然后对虚拟装配中的关键技术进行了分析与优化,分析了各种碰撞检测算法的优缺点,对其进行优化,具体有包围盒的简单优化和层级树的细化优化。同时还提出了进行碰撞预测的算法,以及装配约束的识别与建立等。 通过对装配过程的研究,提出了装配序列的生成与评价,以及装配路径的可行性检验。 利用solidworks软件队教学机器人进行了建模,并利用该软件建立了一个简单的虚拟装配平台,进行虚拟装配,并在此过程中进行零件的干涉检查以及零件模型的修改重构。 最后根据个零部件之间的装配关系生成装配矩阵,利用vc++生成装配序列,最后检验生成的装配序列是否存在拆卸干涉,从而选出最优化的装配路径顺序。


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