基于語義關聯模型的虛擬裝配工藝規(guī)劃支撐技術研究.pdf

1、產品裝配工藝規(guī)劃是產品開發(fā)的一個重要環(huán)節(jié)，而生產模式的變革以及產品功能和結構的日趨復雜，為快速而正確地產品裝配工藝規(guī)劃帶來了困難。基于虛擬環(huán)境下交互式裝配操作仿真的虛擬裝配工藝規(guī)劃為此提供了可行的解決方案?，F有的虛擬裝配工藝規(guī)劃存在一定不足，如產品裝配模型信息不完整、交互式裝配操作效率低且容易出現誤操作、裝配工藝規(guī)劃內容不完整等，極大地限制了虛擬裝配工藝規(guī)劃技術的推廣與應用。
　　針對上述問題，本文將裝配語義引入工藝規(guī)劃領域，提出

2、了基于語義關聯模型的虛擬裝配工藝規(guī)劃解決方案。該方案充分利用了裝配語義中所包含的工程信息，能夠支持產品與裝配工具信息表達、虛擬環(huán)境下高效與正確地交互式裝配操作仿真以及裝配工藝信息的提取，使得操作者可以通過三維可視化的虛擬環(huán)境進行產品裝配工藝規(guī)劃。論文的主要工作和結論概括如下：
　　1.提出了基于語義關聯模型的虛擬裝配工藝規(guī)劃解決方案，并對該方案的具體實施流程與關鍵技術進行闡述。該方案以裝配語義模型為核心，建立了產品裝配信息模型、裝

3、配工具模型，并在裝配語義自動推理的基礎上進行虛擬環(huán)境下的交互式裝配操作，最后根據交互式裝配操作記錄提取裝配工藝信息，使得用戶可以通過虛擬環(huán)境下的實時交互式裝配操作仿真進行裝配工藝規(guī)劃。
　　2.研究了裝配語義的定義、表達與自動推理，建立了基于語義的關聯模型。研究了裝配語義模型的定義、信息表達與自動推理方法，并提出了語義在CAD環(huán)境下的交互式定義方法；以裝配語義為核心，提出了產品多層次裝配信息模型與適應于各類裝配工具的統(tǒng)一工具信息模

4、型表達，并對其下屬子模型進行了詳細闡述。
　　3.提出裝配操作過程中的實時碰撞檢測加速算法，并建立了基于語義自動推理的徒手與使用裝配工具的交互式裝配操作邏輯。研究了裝配操作過程中的碰撞檢測問題，提出基于包圍盒層次樹的實時碰撞檢測加速算法。提出了雙手交互操作沖突處理原則，并基于裝配語義的識別、確認、導航、解算等自動推理算法，建立了虛擬環(huán)境下徒手裝配操作的抓取、移動、釋放對象等操作邏輯；將裝配工具的操作過程分為操作對象選擇、定位、驅動

5、等子過程，建立了基于語義自動推理的裝配工具交互操作邏輯；
　　4.研究了基于語義與交互式裝配操作的裝配工藝規(guī)劃方法。根據MTM方法，提出了基本裝配動素與標準裝配動作，以及虛擬裝配操作與基本裝配動素、基本裝配動素與標準裝配操作的映射關系，建立了裝配動作提取方法；針對裝配操作時間提取困難的問題，建立了基于交互裝配操作與標準裝配工藝映射的裝配操作時間提取方法。
　　5.基于上述研究開發(fā)了虛擬裝配工藝規(guī)劃環(huán)境原型系統(tǒng)(VAPPE)，