虚拟装配技术及应用
利用虚拟现实技术创造虚拟环境,在虚拟环境中进行设计、制造称为虚拟设计、虚拟制造,虚拟装配是虚拟设计制造研究领域的重要研究分支,虚拟装配也是并行工程的支持技术之一。
虚拟装配是在虚拟环境中,利用虚拟现实技术将设计的产品三维模型进行预装配,在满足产品性能与功能的条件下,通过分析、评价、规划、仿真等改进产品的设计和装配的结构,实现产品可装配性和经济性。
据统计,产品的装配费用占整个生产成本30%~50%乃至更高,因此对产品装配工艺进行以提高质量和效率、降低成本为目标的改进和再规划,是增强制造业竞争力的重要环节。虚拟装配技术可缩短产品的设计开发周期、降低成本、提高质量。
近年来,世界各国尤其是发达国家都对虚拟装配技术给予了高度的重视,投人了大量的人力物力进行研究[2-6]。
波音公司在数字化代表产品波音777的展示中,不像以往那样重点宣传新型飞机本身性能如何优越,而是强调他们充分利用数字化研制技术以及产品研发人员的重新编队等方面。波音777飞机项目顺利完成的关键是依赖三维数字化设计与综合设计队伍(238个Team)的有效实施,保证飞机设计、装配、测试以及试飞均在计算机上完成,研制周期从过去的8年时问缩减到5年,其中虚拟装配的工程设计思想在研制过程中发挥了巨大的作用。
德国Fraunhofer工业工程研究所较早进行了虚拟装配规划系统的研究和开发,他们开发的第一个虚拟装配规划原型系统可以实现在虚拟环境中执行装配操作,交互地装配和拆卸零件,并在用户交互的基础上生成装配图,进行装配工时和装配成本的分析。
我国从90年代中后期开始进行虚拟装配方面的探索和研究工作[7],我国虚拟装配技术的应用研究尚处于起步阶段,只有为数不多的机构如清华大学、浙江大学、武汉理工大学和西北工业大学等院校作了有益的研究[8-9],由于





