虚拟维修拆卸路径规划关键技术研究

如何进行合理的拆卸路径规划是虚拟维修技术必须解决的难题之一。在对虚拟维修中拆卸路径规划基本流程分析的基础上,得出虚拟维修拆卸路径规划的关键技术,并提出了基于vgPicker类的拾取方法、基于鼠标运动与虚拟实体运动关联的拖曳方法和一种快速而精确的碰撞检测方法。相关算法在某型装备虚拟维修训练系统VMTS中得到应用,并对其他复杂装备的拆卸维修训练有指导意义。

基于广义轴理论的产品拆卸路径规划

如何将所有可行的拆卸路径进行紧凑、合理的表达是实现产品拆卸路径规划时首要解决的问题。为此,要对指定拆卸类型下的装配体进行有效的子装配体聚类。为在产品拆卸路径规划中实现子装配体聚类的优化,同时避免传统方法所造成的组合爆炸等问题,引用并扩展了表达零件间紧密程度的配合关系等概念,并结合对装配结构和装配过程的深入分析,提出符合工程语义的广义轴理论以及拆卸优先级修正系数等概念。在具体操作上,首先借助邻接矩阵的表达形式并结合同轴度系数函数和拆卸优先级别系数分配表等对应关系得到同轴隶属度矩阵及其修正矩阵。然后,结合模糊数学中模糊聚类分析的有关算法,得到具有传递性的模糊等价矩阵以及分属不同截距下的动态产品聚类关系图。最后,结合此关系图和拆卸优先级别系数分配表,实现子装配体的聚类优化。经验证,所提方法增强了拆卸路径划分同工程实际的一致性,同时减少了计算工作量。

面向装备维修的虚拟拆卸系统关键技术研究

作为虚拟现实技术在产品维修领域的应用,虚拟拆卸与装配维修以其良好的费效比,已成为复杂装备进行维修训练的主要方式之一。为有效解决大型复杂装备拆卸与装配维修训练难的问题,设计开发了具有工程应用价值的面向装备维修的虚拟拆卸系统。在分析系统设计需求的基础上,设计了系统的总体结构,详细说明了构建系统所需的关键技术,包括虚拟维修拆卸过程建模、虚拟维修拆卸序列规划、虚拟维修拆卸路径规划、虚拟维修拆卸资源规划、虚拟维修人机交互规划及虚拟维修拆卸过程仿真等。该系统应用于某型装备传动箱的拆卸与装配维修训练,效果不错,有效地验证了系统的各项功能。

基于改进遗传算法的液压支架拆卸优化研究

针对液压支架维修拆卸效率低的问题,采用改进遗传算法来进行拆卸路径规划。通过建立拆卸矩阵模型和规则来优化遗传算法的初始种群生成,提出虚拟零件的概念并应用于OX交叉算子中来进行遗传操作。最后以某煤炭开采企业的液压支架为例采用CATIA三维建模软件建立液压支架三维模型,对液压支架零件信息进行统计,以立柱为拆卸目标,运用改进的遗传算法来进行拆卸路径优化计算,相较与传统经验法拆卸路径,减少了拆卸工序,提高了拆卸效率,为液压支架的拆卸路径规划提供了一种新的思路。

Bi-RRT算法在装配序列生成中的应用

装配序列生成是计算机辅助工艺规划的重要环节。在VS2005环境下,对Pro/E进行了产品装配序列生成的二次开发,求出产品的拆卸序列,进一步求反获得产品的装配序列。首先,提取零件特征信息和空间位姿信息并在自动拆卸过程中对零件进行干涉检查,建立干涉表;然后,根据零件间干涉关系选择拆卸方向,生成可行的装配序列。在此基础上,对位置特殊、沿单一拆卸方向不能拆卸的零件采用Bi-RRT(双向快速扩展随机树)算法进行路径规划,实现复杂环境中零件的拆卸,并以实例论证了方法的有效性。