基于约束的虚拟装配技术研究

为了实现基于约束的虚拟装配操作,给出了虚拟环境中装配约束的统一表达方法,以及约束与自由度的等价关系和运动自由度的归约等,提出了一套虚拟装配中的约束处理算法。首先,利用装配关系自动识别算法,判断两个零件几何约束元素之间的位姿关系是否在给定的误差范围内;其次,使用定位求解算法,使主动体零件在满足已经确认约束的基础上,以最小的位姿调整量满足新约束;最后,提出了基于广义坐标系的运动导航算法,根据装配零件满足的约束对其运动进行引导。这些算法已经应用于集成虚拟装配环境的系统中,实践证明它们能很好地支持集成虚拟装配环境的约束处理,实现了虚拟装配过程与实际装配过程的高度统一。

虚拟环境下产品装配技术的研究与实现

为实现装配过程在虚拟环境中的映射 ,开发了一套虚拟装配系统 ,提出了虚拟装配系统的体系结构 ,对虚拟装配关键技术———虚拟手的建模、手势的定义和切换、虚拟手和零件的运动控制、实时碰撞检测算法、精确定位算法、图形用户界面以及虚拟装配过程的记录、编辑与反演等进行了研究 ,并给出了解决方案。在包围盒和凸包分解相结合碰撞检测算法的基础上 ,提出了基于“近似约束”和“碰撞定位”相结合的零件精确定位算法 ,大大减少了运算时间 ,提高了算法的效率。

基于约束的虚拟装配运动导航技术

在虚拟装配过程中,当虚拟手抓取的零部件受到约束时,操作者佩戴的位姿跟踪器(FOB)检测到的理论位姿数据与虚拟手的位姿不能满足一致性,难以满足沉浸感的要求。在建立装配约束和自由度等价关系的基础上提出了表达自由度的统一数据结构,并根据零部件所受到不同约束时的剩余自由度进行了自由度的重新归约;根据零件满足当前约束的等价自由度以及位置跟踪器检测到的数据,提出了一种基于增量驱动和广义坐标系的自由度求解算法求解零件在受约束条件下的运动导航矩阵,以此矩阵驱动零部件在满足约束条件下的运动。这个算法已经被应用于集成虚拟装配系统IVAE中。

虚拟数控加工过程的建模与仿真

本文介绍了虚拟数控加工过程的概念 ,提出了虚拟数控加工过程中的关键技术的建模和仿真 ,包括工件建模 ,夹具建模。

虚拟仿真技术在船舶建造过程中的研究与应用

引言 现代造船要求速度、质量和成本，影响这三个因素的是船舶设计和制造阶段的工作。虚拟仿真技术使得制造人员能够影响设计，从而减少制造成本以及消除由于设计问题影响建造而造成的工程修改。船体结构设计阶段，生产设计者设计的工艺流程必须确保外协件由协作单位或供应商及时高效的建造。由于仿真技术能够帮助在设计循环的早期阶段发现潜在的问题，因此会降低设计变更的成本。

船舶薄板平面分段产线技术发展及应用现状

随着国内船舶企业承接邮轮、客滚船订单不断增加,国内薄板分段建造生产能力也快速提升。文章介绍目前国内船舶薄板分段制造产线建设状况和特点,阐述了船舶薄板平面分段产线的技术现状。从薄板激光切割、激光焊接、机器人焊接、产线工艺设备集成管控等方面探讨了技术发展趋势,为进一步研究船舶薄板分段产线技术提供参考。

虚拟装配系统及其关键技术

基于约束识别和混合建模思想开发了一个虚拟装配系统(VAE).分析并构建了系统的功能模块和体系结构,研究了特征和网格混合建模、约束识别和求解以及实时碰撞检测等支撑VAE的关键技术,据此开发了基于PowerWall硬件系统的VAE原型系统.该原型系统可以完成产品的装配工艺规划和装配操作培训,并具备简单的参数化几何建模功能.

虚拟装配环境中的装配模型表达技术研究

针对虚拟装配领域常用产品模型表达方法的信息完整性与操作效率之间的矛盾,提出面向过程的装配模型复合表达法,并应用于集成虚拟装配系统。该方法的装配模型主要包括层次结构的装配树模型、复合表达的零件模型、面向过程的约束模型和路径模型。零件采用B-rep、面片和凸包等3种模型复合表达。集成虚拟装配系统的测试结果表明,该模型表达方法能够满足虚拟装配过程的信息表达要求,并能较好地支持虚拟装配过程中的实时交互。

虚拟装配操作中基于语义的推理方法研究

在虚拟装配中,基于几何约束的交互装配操作与实际的工程约束不完全相符,导致与设计装配操作意图不完全一致,且装配操作不够自然、效率不高。为此,提出基于装配任务层次和装配语义识别的虚拟装配操作方法。通过装配语义的生成、识别、确认和解算,将虚拟装配系统对装配关系的识别,从约束层次提高到装配任务层次。在汽车发动机零部件的虚拟装配中的应用表明:该方法能够很好地捕捉虚拟装配过程中的用户交互意图,通过用户能够在虚拟环境中方便、准确地进行装配,使装配效率得到明显提升。

虚拟设备的建模和加工过程仿真

建立了虚拟数控加工设备的三维实体模型 ,包括数控车床、夹具、刀具、工件及毛坯模型 ;给出了切屑的卷曲机理和折断条件 ;开发了虚拟数控加工过程仿真模型 ,此模型可实时、交互地显示毛坯的材料去除过程和切屑的生成、卷曲及折断过程。

集成虚拟装配环境中的多约束导航技术研究

提出一种基于增量驱动和归约原理的多约束导航解算方法,该方法采用FOB的相对位姿变化量来驱动虚拟手、基于归约原理求解多约束运动导航,并将此方法应用于集成虚拟装配系统(IVAE)。实例表明,该方法能有效地处理FOB与虚拟手的位姿分离以及多约束作用下的运动导航问题。

装配工位仿真中虚拟工具的研究与应用

为了实现虚拟工具的装配操作,首先根据操作方式以及自动化程度把工具分成自动工具、半自动工具和手动工具三类,在虚拟环境下建立装配工具库,提出了包含显示模型、碰撞模型、逻辑模型的虚拟工具表达方式;其次根据工具的类型,实现了虚拟环境下使用各类工具对零件的装配过程,包括虚拟工具与操作对象的定位以及操作对象与待装配体的装配过程;最后以汽车发动机装配线的工位规划为例,验证了所述方法的正确性和有效性。

虚拟数控加工过程物理仿真模型的建立

该文首先阐述了虚拟数控加工过程物理仿真的研究内容 ,其次重点讨论了所建立的切削力仿真 ,刀具磨损仿真与变形仿真 ,加工误差仿真 ,振动仿真和切屑形成过程仿真的数学模型。最后 。

基于改进BP神经网络的数控机床振动趋势预测

为准确预测数控车削时机床的振动情况,搭建了一个能用于测量机床振动信号的实验平台,并运用Levenberg-Marquardt算法改进BP神经元网络,建立了改进BP神经网络的非线性系统预测模型,实现了对机床刀架的振动趋势进行多歩预测,为提高工件加工质量、加工精度和进行故障诊断提供了依据。结果表明L-M算法的收敛速度和预测精度均明显优于标准的BP算法。

船体结构焊接变形预测与控制技术研究进展

船体结构的焊接变形控制是精度造船的重要组成,对于提高舰船质量、缩短造船周期等方面具有重要意义。本文论述了船体结构焊接变形预测与控制技术的研究进展在船舶行业的应用情况,讨论了焊接变形预测的各种数值仿真方法及其特点,重点阐述了热弹塑性有限元法和固有应变法在船舶行业的应用前景,介绍了控制焊接变形的各种措施,推动精度造船技术在船厂的应用。

面向船舶产品的装配工艺仿真技术

在分析船舶装配需求的基础上,研究动态装配过程自动生成技术和交互式装配操作技术相结合的船舶装配工艺快速仿真验证和优化方法,以此为基础开发船舶装配工艺仿真原型系统,并以散货船总段装配过程为例进行验证。结果表明了系统的有效性,为缩短船舶装配工艺方案验证时间和提高船舶建造效率提供了可行的途径。

船体分段数据转换及吊装过程强度分析

提出了一种从船舶设计软件到有限元分析软件数据转换的方法,该方法可以将TRIBON、SB3DS等输出的数据转换成命令流文件,直接读入到有限元分析软件,数据转换速度快,且不受模型大小的限制.基于该方法,开发了数据转换工具,并通过对某船厂船体分段模型吊装过程中的强度分析,对该方法进行了验证.

模糊粗糙集建模及其在水火弯板变形预测中的应用

水火弯板过程具有高度复杂性,采用经典的建模方法难以获得精确的数学模型。文章将模糊逻辑和粗糙集理论相结合提出一种模糊粗糙集建模方法,给出模糊信息系统的知识获取策略,构造一种由相似匹配修正模糊关系的近似推理算法。以船用低碳钢为对象,通过有限元分析(FEA)构建水火弯板加工信息系统,运用模糊粗糙集方法来获取板材加工过程中的变形规律,最后通过模糊推理实现水火弯板表面变形的快速预报。

基于粗糙-模糊软计算的船板线加热成形加工参数预报方法

提出一种基于粗糙-模糊软计算的建模方法,构造一种基于贴近方向修正的高精度模糊推理算法,通过有限元分析(FEA)建立板材线加热成形工艺信息系统,根据粗糙集软计算获取线加热成形的工艺规律,运用模糊推理实现加工参数的快速准确预报。粗糙-模糊建模适用于线加热成形过程的静态或动态模型的构建,为实现该工艺的智能建模与控制提供一种新的技术手段。