基于VRML的机械产品虚拟装配技术研究

论文摘要

虚拟装配在制造业中具有广泛的应用前景,加强基于VRML的虚拟装配技术的研究具有重要的意义。应用VRML实现产品的虚拟装配是实现虚拟装配的一种特殊技术,论文结合虚拟装配的主要问题展开研究。环境建模、零件建模、序列规划、路径规划及过程控制是虚拟装配的主要问题。以这些问题为主线,分析研究了应用VRML实现产品虚拟装配时在这些问题上的特点与解决办法;通过分析VRML和其它语言的结合情况及为实现虚拟装配VRML文件应具有的结构特点,建立了虚拟装配环境建模的技术方案及适用于该系统的VRML模型从CAD系统转化及处理的办法;论述了如何通过产品序列规划和路径规划建立VRML模型拆装动画的插补器关键值,建立了一种通过拆装动画和碰撞检测辅助完成产品序列规划和路径规划的方法。通过分析总结VRML的三种基本交互原理的交互模式分类及应用方法,研究并建立了实现动画效果、主要交互功能和碰撞检测的办法。完成了减速器及其虚拟装配系统的建模,实现了减速器的虚拟装配。通过减速器的虚拟装配实践,建立了一种简便有效的利用VRML实现机械产品虚拟装配的方法,可以快速建立机械产品的虚拟装配环境和虚拟模型,实现机械产品虚拟装配的主要功能——如虚拟模型的添加、删除、运动仿真及碰撞检测等,进而完成产品的序列规划和路径规划。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状与存在的问题
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 基于VRML的产品虚拟装配建模及规划
• 2.1 环境建模
• 2.1.1 系统结构
• 2.1.2 建模方法
• 2.2 零件建模
• 2.2.1 模型表示及建模方法
• 2.2.2 模型分析及处理
• 2.3 序列规划
• 2.3.1 产品装配序列规划分析
• 2.3.2 序列规划的VRML 分析
• 2.4 路径规划
• 2.4.1 拆分方向的确定
• 2.4.2 拆分平移量的确定
• 第三章 基于VRML的产品虚拟装配过程控制
• 3.1 交互功能原理
• 3.1.1 基于事件的交互原理
• 3.1.2 基于SAI 的交互原理
• 3.1.3 基于EAI 的交互原理
• 3.2 动画效果和交互功能的实现方法
• 3.2.1 VRML 模型的添加与删除
• 3.2.2 VRML 模型的运动
• 3.2.3 VRML 模型的缩放
• 3.2.4 VRML 模型的色彩变化
• 3.3 碰撞检测
• 3.3.1 解析算法和几何算法
• 3.3.2 利用VRML 实现碰撞检测
• 第四章 基于VRML的产品虚拟装配实践
• 4.1 系统结构及环境建模
• 4.1.1 系统结构分析
• 4.1.2 虚拟装配环境的建立
• 4.2 产品建模及处理
• 4.2.1 Pro/E 环境下的建模
• 4.2.2 格式的转换及处理
• 4.3 过程控制
• 4.3.1 动画和交互
• 4.3.2 碰撞检测
• 4.4 装配规划
• 4.4.1 序列规划
• 4.4.2 路径规划
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢