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虚拟装配环境中的装配模型表达技术研究

计算机集成制造系统 2004年第11期10卷 1364-1369页

作者：武殿梁杨润党马登哲范秀敏上海交通大学CIMS研究所上海200030

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... 详细信息

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。

关键词：虚拟现实虚拟装配产品信息表达

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虚拟环境下产品装配技术的研究与实现

计算机集成制造系统 2004年第10期10卷 1220-1224,1232页

作者：杨润党武殿梁邓华林范秀敏严隽琪上海交通大学CIM研究所

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... 详细信息

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。

关键词：虚拟现实虚拟装配手势导航碰撞检测

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装配工位仿真中虚拟工具的研究与应用

中国机械工程 2007年第19期18卷 2329-2333页

作者：程奂翀杨润党范秀敏上海交通大学上海200030

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... 详细信息

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。

关键词：虚拟装配装配工具库工具模型装配仿真

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基于约束的虚拟装配运动导航技术

农业机械学报 2006年第3期37卷 113-118页

作者：杨润党武殿梁范秀敏严隽琪上海交通大学计算机集成制造研究所

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,... 详细信息

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。

关键词：虚拟装配自由度运动导航约束求解

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虚拟设备的建模和加工过程仿真

中国机械工程 2003年第17期14卷 1489-1492页

作者：王霄刘会霞杨润党蔡兰朱剑英江苏大学江苏省镇江市212013 江苏大学机械工程学院上海交通大学上海市200030 南京航空航天大学机电工程学院

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。

关键词：虚拟加工仿真切屑折断切屑仿真加工误差仿真

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基于约束的虚拟装配技术研究

计算机集成制造系统 2006年第3期12卷 413-419页

作者：杨润党武殿梁范秀敏严隽琪上海交通大学CIM研究所上海200030

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... 详细信息

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。

关键词：虚拟装配自由度归约约束识别定位求解运动导航

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虚拟数控车削加工过程建模与仿真系统的研发

虚拟数控车削加工过程建模与仿真系统的研发

作者：杨润党江苏大学

学位级别：硕士

虚拟制造(VM)是网络化制造、敏捷制造(AM)和现代集成制造系统(CIMS)实现的关键技术，而虚拟数控加工过程的建模与仿真，尤其是物理仿真的研究是虚拟制造的基础核心技术单元。本文围绕虚拟数控加工过程建模与仿真进行了系统研究： 1．从... 详细信息

虚拟制造(VM)是网络化制造、敏捷制造(AM)和现代集成制造系统(CIMS)实现的关键技术，而虚拟数控加工过程的建模与仿真，尤其是物理仿真的研究是虚拟制造的基础核心技术单元。本文围绕虚拟数控加工过程建模与仿真进行了系统研究： 1．从切屑的生成机理入手，探讨了切屑的卷曲原因、折断条件，建立了切屑生成的厚度、宽度、卷曲半径和切屑长度的数学仿真模型，基于上述模型，建立了不同切屑类型的三维参数化实体模型;对其中一类切屑模型进行了有限元建模和仿真，分析了切屑内外表面的应力、应变以及剪切应力对切屑生成、卷曲和折断以及形状和截面参数的影响，得出了切屑内产生的弯曲和剪切应力是引起切屑卷曲和折断的主要原因。将有限元仿真结果和文献中的实验结果进行了比较，发现具有很好的一致性，证实了有限元仿真对切屑形成的预测能力，并进一步分析了加工参数对切屑形状尺寸和生成类型的影响。 2．在将工件误差抽象成工艺系统(几何)误差(如导轨加工精度、主轴回转精度等)和加工(物理)误差(如刀具磨损、热变形及切削力等)的基础上，提出了一种综合法误差模型，此模型通过坐标变换纳入了机床、夹具和刀具对工件加工精度的影响，为完整建立质量评价模型奠定了理论基础;用有限元方法仿真了车削力对轴类工件加工的质量影响，并用理论计算对有限元仿真结果进行了比较验证，二者的结果具有很好的相关性，从而得出了两种方法在分析切削力对加工误差影响时的适应范围。 3．以南京数控机床有限公司生产的N-084／22型数控车床为对象，实测了该机床各零部件的几何尺寸，用大型CAD／CAM三维软件Pro／Engineer建立了模块化的数控车床虚拟设备模型，包括数控车床、夹具(三爪卡盘和顶尖)、刀具及工件等，为下一步的加工过程全景仿真奠定了基础。 4．采用Pro／E中的二次开发模块Pro／TOOLKIT，以VC++6.0为平台，集成上面所建立数控车床的几何模型和切屑的数学模型，开发了虚拟数控车削过程的仿真系统。该系统具有可视化的用户界面、加工毛坯和加工参数交互式输入、刀具碰撞和干涉检验、切削过程的实时显示和切屑实时的生成、卷曲和折断过程的仿真、加工质量评价以及对机床操作人员和数控编程人员进行培训等功能。

关键词：虚拟数控车削误差模型有限元法切屑生成数学建模加工过程仿真

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虚拟数控加工过程的建模与仿真

机床与液压 2001年第6期29卷 96-98,126页

作者：杨润党王宵李莉蔡兰江苏理工大学镇江212013

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。

关键词：虚拟制造虚拟数控加工机床建模加工误差过程仿真

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虚拟装配操作中基于语义的推理方法研究

计算机集成制造系统 2009年第8期15卷 1606-1613页

作者：夏之祥朱洪敏武殿梁范秀敏杨润党上海交通大学机械与动力工程学院CIM研究所上海200030 上海交通大学上海市网络化制造与企业信息化重点实验室上海200030

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... 详细信息

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。

关键词：虚拟现实虚拟装配装配语义约束导航