數(shù)控車床主軸箱虛擬裝配系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、近年來，隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，許多先進制造技術(shù)逐漸產(chǎn)生，如敏捷制造、并行工程、虛擬現(xiàn)實、虛擬制造等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項綜合利用計算機圖形學(xué)、人工智能、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、信息處理等多學(xué)科領(lǐng)域知識的先進制造技術(shù)。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于軍事、建筑、醫(yī)療等多個領(lǐng)域，它在機械領(lǐng)域的應(yīng)用極大地促進了機械行業(yè)的快速發(fā)展。虛擬裝配技術(shù)是虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)之一。虛擬裝配技術(shù)可以很好地解決目前企業(yè)機械產(chǎn)品裝配環(huán)節(jié)存在的問題，有助于高

2、?；蚱髽I(yè)的實踐教學(xué)或員工培訓(xùn)，具有重要的實用價值。
　　本文以某數(shù)控車床主軸箱為研究對象，詳細(xì)論述了虛擬裝配技術(shù)的內(nèi)涵;深入分析了虛擬裝配的關(guān)鍵技術(shù)包括裝配序列規(guī)劃、裝配路徑規(guī)劃以及碰撞檢測等;探討了虛擬裝配系統(tǒng)的設(shè)計要求、設(shè)計方案，以及系統(tǒng)登錄界面、主界面、各個功能模塊界面的設(shè)計;并且探究了數(shù)據(jù)手套的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，虛擬手的建模原理，數(shù)據(jù)手套與虛擬手之間的通信機理，以及裝配系統(tǒng)其它外部硬件設(shè)備如位置跟蹤器、立體頭盔的原理與應(yīng)用。具體研

3、究工作如下:
　　(1)針對本系統(tǒng)要解決的實際問題，分析了虛擬裝配系統(tǒng)的性能要求包括人機交互性、易使用性、沉浸性等，系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)以及設(shè)計方案;
　　(2)深入分析了虛擬裝配系統(tǒng)開發(fā)平臺的選擇包括集成開發(fā)工具的選擇、虛擬現(xiàn)實軟件的選擇、三維建模軟件的選擇等，以及系統(tǒng)外部硬件設(shè)備（包括數(shù)據(jù)手套、立體頭盔、投影儀等）的選擇;
　　(3)深入分析了虛擬裝配序列規(guī)劃的內(nèi)涵，常用的裝配序列規(guī)劃方法以及這些方法各自的優(yōu)缺點比較，在

4、EON Studio中實現(xiàn)裝配序列規(guī)劃的具體方法;
　　(4)詳細(xì)論述了碰撞檢測的原理，幾種經(jīng)典的碰撞檢測方法，著重分析了包圍盒法的基本原理，幾種常用包圍盒的優(yōu)缺點比較，以及在EONStudio中實現(xiàn)碰撞檢測的原理與詳細(xì)流程;
　　(5)闡述了數(shù)據(jù)手套的種類、組成部分以及工作原理，著重分析了人手的生理結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)運動方式、虛擬手的建模原理，數(shù)據(jù)手套與虛擬手之間的數(shù)據(jù)通信機理，以及利用虛擬裝配系統(tǒng)外部硬件設(shè)備實現(xiàn)主軸箱的裝配過程