社会需求

    按照实现功能和目的的不同,目前针对虚拟装配的研究可以分为如下四类:

    1.以产品维护保养为中心的虚拟装配

    产品维护保养是产品使用阶段的一个重要售后环节,针对日常生活用器方面,如空调、电视、冰箱等,能有效提高产品生命周期,减少日常能效损耗;针对安全生产领域,如纺织,数控加工等,能有效减少设备故障率,原材料损耗;而在科研环节,设备正当的维护保养则更能有效的保护已有资源投资,减少研究成果的外在因素引响。通过虚拟装配,则能有效的减少在设备维护保养、故障排除这块人员培训的投入成本,培训周期,同时能提供系统化的培训效果考核机制。

    2.以产品设计为中心的虚拟装配

    虚拟装配是在产品设计过程中,为了更好地帮助进行与装配有关的设计决策,在虚拟环境下对计算机数据模型进行装配关系分析的一项计算机辅助设计技术.它结合面向装配设计(DesignForAssembly,DFA)理论和方法,基本任务就是从设计原理方案出发在各种因素制约下寻求装配结构的最优解,由此拟定装配草图.它以产品可装配性的全面改善为目的,通过模拟试装和定量分析,找出零部件结构设计中不适合装配或装配性能不好的结构特征,进行设计修改.最终保证所设计的产品从技术角度来讲装配是合理可行的,从经济角度来讲应尽可能降低产品总成本,同时还必须兼顾人因工程和环保等社会因素.

    3.以工艺规划为中心的虚拟装配

    针对产品的装配工艺设计问题,基于产品信息模型和装配资源模型,采用计算机仿真和虚拟现实技术进行产品的装配工艺设计,从而获得可行且较优的装配工艺方案,指导实际装配生产.根据涉及范围和层次的不同,又分为系统级装配规划和作业级装配规划.前者是装配生产的总体规划,主要包括市场需求、投资状况、生产规模、生产周期、资源分配、装配车间布置、装配生产线平衡等内容,是装配生产的纲领性文件.后者主要指装配作业与过程规划,主要包括装配顺序的规划、装配路径的规划、工艺路线的制定、操作空间的干涉验证、工艺卡片和文档的生成等内容.

    工艺规划为中心的虚拟装配,以操作仿真的高逼真度为特色,主要体现在虚拟装配实施对象、操作过程以及所用的工装工具,均与生产实际情况高度吻合,因而可以生动直观地反映产品装配的真实过程,使仿真结果具有高可信度.

    4.以虚拟原型为中心的虚拟装配

    虚拟原型是利用计算机仿真系统在一定程度上实现产品的外形、功能和性能模拟,以产生与物理样机具有可比性的效果来检验和评价产品特性.传统的虚拟装配系统都是以理想的刚性零件为基础,虚拟装配和虚拟原型技术的结合,可以有效分析零件制造和装配过程中的受力变形对产品装配性能的影响,为产品形状精度分析、公差优化设计提供可视化手段.以虚拟原型为中心的虚拟装配主要研究内容包括考虑切削力、变形和残余应力的零件制造过程建模、有限元分析与仿真、配合公差与零件变形、以及计算结果可视化等方面.

     

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