1 国外虚拟拆装的研究状况虚拟装配技术的研究开始于20世纪90年代中期,可以分为提出虚拟装配技术、建立装配系统以及深度研究装配技术这三个阶段。由于该技术得到了政府的支持,以及研究基础好,所以虚拟装配技术发展速度很快。在美国,华盛顿州立大学的VRCIM(VirtualRealityandComputerIntegrateManufacturing)实验室与美国国家标准技术研究所NIST合作开发的虚拟装配设计环境VADE(VirtualAssemblyDesignEnvironment)是最具有代表性的[1]。开发VADE主要是为了通过生成一个虚拟环境来探索在制作产品的过程中能否运用虚拟现实技术。在德国,著名的汽车生产商BWM公司创立了一个名为VirtualProcessWeek的体系,该体系是通过虚拟技术测试汽车装配是否合理,这个系统能识别输入的不同指令,完成对应的操作,一旦出现干涉问题,系统就会发出报警[2]。
波音公司利用虚拟技术设计出虚拟飞机,让设计人员随意调出虚拟飞机中的任意一个零件,找出飞机设计中的不足并且加以修改。波音公司的虚拟原型机获得了无图纸设计生产的巨大成功,打破了传统的飞机设计方式,大大加快了设计生产效率,是近些年来企业界一次重大的突破[3]。83383
Ritchie,Gupta和Bound等将虚拟装配和现实装配进行对比实验,由此证明出虚拟装配规划和分析的可行性以及有效性,得出与传统方法相比虚拟拆装可以直观、快速、有效地产生装配顺序,从而使用户进行全面、精确的分析的结论[4][5][6]。Narikawa等人开发出一个虚拟工作环境用于对自动取款机进行装配[7]。论文网
2国内虚拟装配技术的研究状况
国内对虚拟装配技术的研究是从20世纪90年代后期起步的,虽然开始比较晚,但是发展较快,提出了一些有意义的新理论和方法。国内一些有名院校例如清华大学、浙江大学都做出了有益的研究,他们建立了5个虚拟环境,并且模拟了零件进入车间、零件装配、结束装配三个过程。
西北工业大学的国家重点实验室通过结合飞机产品进行了设计开发,详细研究了建立模型、装配顺序、装配仿真等方面,将装配所需要的模型为产品信息集成的载体,结合装配环境和装配过程,同时基于Solidworks软件开发出装配仿真系统[8]。清华大学的国家CIMS工程技术研究中心属于国内较早研究开发虚拟装配技术的单位,并且经过多年的钻研,已经在装配设计、装配建模、装配路径规划等方面做出了比较多的成就。该单位还开发出基于CAD软件平台Pro/ENGINEER的虚拟装配支持系统VASS(VirtualAssemblySupportSystem)[9]。通过采用该系统,企业可以在产品的设计阶段对产品进行基于三维实体模型的拆卸仿真,直接清晰地观察、分析产品的可装配性,对产品的装配工艺进行规划,并且生成相应的装配工艺文件,为之后的实际装配操作提供指导性的意见。
此外,国内有些学者也对虚拟装配技术进行有意义的探索。比如,顾寄南等研究了面向虚拟装配的“定点表示活动”网络排序装配规划,提出通过网络排序技术生成装配顺序,减少了判断产品装配顺序的时间,解决了在减少装配顺序时产生的遗漏[10]。孙军华等建立了以虚拟现实建模语言(VirtualRealityModelingLanguage)为基础的虚拟装配平台,可以将静态的装配体文件转化为动态交互式虚拟装配文件[11]。刘振宇等研究了如何识别装配设计中的装配语言以及如何转化装配设计中的约束[12]。