航天產(chǎn)品生產(chǎn)制造領(lǐng)域中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究和應用
發(fā)布時間:2021-04-15 10:08
對于衛(wèi)星載荷分系統(tǒng)等大型設(shè)備來說,其裝配工藝規(guī)劃是極其復雜的,而且也充滿了困難與挑戰(zhàn),復雜裝配環(huán)境下的操作規(guī)范性和效率在很大程度上決定了最終質(zhì)量、周期以及成本。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn),使所面臨的各項問題得到了有效解決。本文在研究的過程中,根據(jù)衛(wèi)星裝配生產(chǎn)期間所面臨的各項問題,重點分析了虛擬裝配工藝的基本技術(shù)以及設(shè)計方法,并對此展開了深入的探討與研究。本文主要介紹了傳統(tǒng)裝配工藝設(shè)計的基本特征與內(nèi)容,針對衛(wèi)星載荷分系統(tǒng)裝配工藝設(shè)計中所產(chǎn)生的各項問題進行分析,明確了未來的研究方向;诖,提出了相應的工作流程與體系結(jié)構(gòu)。從功能層面進行劃分,可以將系統(tǒng)分成以下幾個部分,包括實體模型采集、虛擬裝配順序規(guī)劃、工藝信息生成與演示。在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下,重點研究了三維模型轉(zhuǎn)換技術(shù)。通過分析相關(guān)的信息與要求,以層次約束結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),提出了相應的虛擬裝配模型,將產(chǎn)品信息分為產(chǎn)品層、部件層、零件層、特征層、幾何面層以及面片層來表達,并建立各層元素之間的約束關(guān)系,實現(xiàn)了三維模型到虛擬現(xiàn)實環(huán)境間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。研究了虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的裝配順序規(guī)劃。本文在研究的過程中,則是采用了智能裝配順序推理與交互式裝配規(guī)劃評價相結(jié)合的方...
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
虛擬現(xiàn)實標志性設(shè)備
第二章虛擬現(xiàn)實環(huán)境下裝配技術(shù)9圖2-1衛(wèi)星總裝業(yè)務流程示意圖裝配工藝方案的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品總體生產(chǎn)的研制周期、研制成本和產(chǎn)品質(zhì)量,需權(quán)衡產(chǎn)品的構(gòu)型、裝配布局和裝配方法的優(yōu)缺點,在滿足任務的前提下,使總體方案達到最優(yōu)。同時,裝配工藝編制時,需優(yōu)化裝配流程,提高部件自測自檢的能力,盡量減少相互間的制約條件,也需要考慮制定一定的安全措施。裝配實施是根據(jù)裝配工藝要求,將經(jīng)過驗收合格的所有部件、儀器設(shè)備,由裝配操作技術(shù)人員實施,組裝成分系統(tǒng)、整星的過程,裝配實施的質(zhì)量效果直接影響整星的性能。載荷產(chǎn)品具有品種多樣化、小批量的生產(chǎn)模式,其裝配工藝具有以下特點:主要依靠手工作業(yè),機械化程度低;(1)階段性工作,且工作周期較長;(2)一般與電測試試驗穿插進行,無法截然分開,增加了復雜性;(3)對裝配質(zhì)量和裝配精度要求高,需要嚴格的工藝文件和操作規(guī)范來保證;
第二章虛擬現(xiàn)實環(huán)境下裝配技術(shù)11(4)生成裝配藝文件;(5)裝配引導及記錄;(6)操作與工藝文檔符合性檢查。虛擬現(xiàn)實環(huán)境裝配順序規(guī)劃的總體流程如圖2-2所示,結(jié)合載荷分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝及裝配環(huán)節(jié),建立統(tǒng)一的三維虛擬模型對象,從建模、結(jié)構(gòu)約束、路徑及順序規(guī)劃、三維可視化工藝生成、裝配引導、裝配操作與工藝要求符合性檢查這幾方面進行系統(tǒng)功能建設(shè),優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝方案、加強裝配過程引導以及規(guī)范流程管理。圖2-2虛擬現(xiàn)實環(huán)境裝配順序規(guī)劃的總體流程(1)建立產(chǎn)品的裝配模型衛(wèi)星產(chǎn)品的零部件裝配模型、單機分系統(tǒng)裝配模型的獲取又兩種方式:一種是使用參數(shù)化三維設(shè)計軟件ProE進行,獲取設(shè)計模型;第二種是通過三維實景建模技術(shù),獲取實體模型。同時建立模型數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一管理參數(shù)信息及模型。實現(xiàn)參數(shù)化建模,通過定義配合約束關(guān)系,獲得健全的產(chǎn)品裝配模型。接下來將模型進行轉(zhuǎn)化,獲得虛擬現(xiàn)實環(huán)境下所需要的模型數(shù)據(jù),并將模型調(diào)入虛擬裝配環(huán)境。(2)規(guī)劃裝配順序虛擬現(xiàn)實裝配順序[6]規(guī)劃該部分主要解決虛擬環(huán)境下產(chǎn)品的裝配順序規(guī)劃,包括:虛擬環(huán)境下產(chǎn)品裝配模型的建立;交互式智能裝配序列的推理;裝配優(yōu)先約束的表達和生成。從而規(guī)劃出最優(yōu)的裝配順序,按照最佳裝配順序,對產(chǎn)品的裝配過程進行仿真。(3)裝配應用前幾步通過對裝配規(guī)劃過程中的工藝數(shù)據(jù)與結(jié)果信息采取了合理表達,構(gòu)建出相應的裝配工藝模型,并且制定工藝文檔。工作人員對具體操作流程進行瀏覽與查詢,方便對產(chǎn)品的裝配要求有著更加全面的了解,有利于現(xiàn)場的指揮操作。虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的裝配技術(shù)是一項新興技術(shù),隨著該項技術(shù)的提升,顯著提升了產(chǎn)品的裝配效果,不僅可以減少成本費用的支出,而且也節(jié)省了裝配周期,?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]點云和視覺特征融合的增強現(xiàn)實裝配系統(tǒng)三維跟蹤注冊方法[J]. 王月,張樹生,白曉亮. 西北工業(yè)大學學報. 2019(01)
[2]虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)研究與應用[J]. 趙寧,杜劭峰,趙文軍,楊春光,陳瑋. 新技術(shù)新工藝. 2018(08)
[3]跨平臺三維模型轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[J]. 文帥,高晶,楊薇,陳松濤,高佳偉. 網(wǎng)信軍民融合. 2018(02)
[4]基于虛擬現(xiàn)實(VR)的飛機部件裝配工藝技術(shù)研究與應用[J]. 王宏鋒,萬蕾. 航空制造技術(shù). 2017(21)
[5]基于VR技術(shù)的船舶管路裝配虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計[J]. 萬隆君,涂婉麗,徐軼群,郭濤. 中國造船. 2017(01)
[6]面向智能交互的圖像識別技術(shù)綜述與展望[J]. 蔣樹強,閔巍慶,王樹徽. 計算機研究與發(fā)展. 2016(01)
[7]虛擬裝配技術(shù)概述[J]. 楊建,謝志強,王堅,夏善衛(wèi). 機械制造. 2013(02)
[8]淺談虛擬裝配設(shè)計系統(tǒng)的特征及意義[J]. 楊月,吳慶鋒. 工業(yè)設(shè)計. 2011(04)
[9]信息素動態(tài)更新的改進蟻群算法[J]. 孫改平,郭海文. 福建電腦. 2010(01)
[10]面向虛擬裝配的VR與CAD系統(tǒng)信息集成技術(shù)[J]. 王念東,劉毅,李文正. 機械科學與技術(shù). 2009(01)
博士論文
[1]增強現(xiàn)實中的三維物體注冊方法及其應用研究[D]. 徐遲.華中科技大學 2011
[2]基于虛擬現(xiàn)實的衛(wèi)星裝配工藝設(shè)計方法及其應用[D]. 夏平均.哈爾濱工業(yè)大學 2007
碩士論文
[1]實體建模技術(shù)及其應用研究[D]. 張居峰.西安電子科技大學 2014
[2]基于蟻群算法和遺傳算法的機器人路徑規(guī)劃研究[D]. 李晉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
本文編號:3139130
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
虛擬現(xiàn)實標志性設(shè)備
第二章虛擬現(xiàn)實環(huán)境下裝配技術(shù)9圖2-1衛(wèi)星總裝業(yè)務流程示意圖裝配工藝方案的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品總體生產(chǎn)的研制周期、研制成本和產(chǎn)品質(zhì)量,需權(quán)衡產(chǎn)品的構(gòu)型、裝配布局和裝配方法的優(yōu)缺點,在滿足任務的前提下,使總體方案達到最優(yōu)。同時,裝配工藝編制時,需優(yōu)化裝配流程,提高部件自測自檢的能力,盡量減少相互間的制約條件,也需要考慮制定一定的安全措施。裝配實施是根據(jù)裝配工藝要求,將經(jīng)過驗收合格的所有部件、儀器設(shè)備,由裝配操作技術(shù)人員實施,組裝成分系統(tǒng)、整星的過程,裝配實施的質(zhì)量效果直接影響整星的性能。載荷產(chǎn)品具有品種多樣化、小批量的生產(chǎn)模式,其裝配工藝具有以下特點:主要依靠手工作業(yè),機械化程度低;(1)階段性工作,且工作周期較長;(2)一般與電測試試驗穿插進行,無法截然分開,增加了復雜性;(3)對裝配質(zhì)量和裝配精度要求高,需要嚴格的工藝文件和操作規(guī)范來保證;
第二章虛擬現(xiàn)實環(huán)境下裝配技術(shù)11(4)生成裝配藝文件;(5)裝配引導及記錄;(6)操作與工藝文檔符合性檢查。虛擬現(xiàn)實環(huán)境裝配順序規(guī)劃的總體流程如圖2-2所示,結(jié)合載荷分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝及裝配環(huán)節(jié),建立統(tǒng)一的三維虛擬模型對象,從建模、結(jié)構(gòu)約束、路徑及順序規(guī)劃、三維可視化工藝生成、裝配引導、裝配操作與工藝要求符合性檢查這幾方面進行系統(tǒng)功能建設(shè),優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝方案、加強裝配過程引導以及規(guī)范流程管理。圖2-2虛擬現(xiàn)實環(huán)境裝配順序規(guī)劃的總體流程(1)建立產(chǎn)品的裝配模型衛(wèi)星產(chǎn)品的零部件裝配模型、單機分系統(tǒng)裝配模型的獲取又兩種方式:一種是使用參數(shù)化三維設(shè)計軟件ProE進行,獲取設(shè)計模型;第二種是通過三維實景建模技術(shù),獲取實體模型。同時建立模型數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一管理參數(shù)信息及模型。實現(xiàn)參數(shù)化建模,通過定義配合約束關(guān)系,獲得健全的產(chǎn)品裝配模型。接下來將模型進行轉(zhuǎn)化,獲得虛擬現(xiàn)實環(huán)境下所需要的模型數(shù)據(jù),并將模型調(diào)入虛擬裝配環(huán)境。(2)規(guī)劃裝配順序虛擬現(xiàn)實裝配順序[6]規(guī)劃該部分主要解決虛擬環(huán)境下產(chǎn)品的裝配順序規(guī)劃,包括:虛擬環(huán)境下產(chǎn)品裝配模型的建立;交互式智能裝配序列的推理;裝配優(yōu)先約束的表達和生成。從而規(guī)劃出最優(yōu)的裝配順序,按照最佳裝配順序,對產(chǎn)品的裝配過程進行仿真。(3)裝配應用前幾步通過對裝配規(guī)劃過程中的工藝數(shù)據(jù)與結(jié)果信息采取了合理表達,構(gòu)建出相應的裝配工藝模型,并且制定工藝文檔。工作人員對具體操作流程進行瀏覽與查詢,方便對產(chǎn)品的裝配要求有著更加全面的了解,有利于現(xiàn)場的指揮操作。虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的裝配技術(shù)是一項新興技術(shù),隨著該項技術(shù)的提升,顯著提升了產(chǎn)品的裝配效果,不僅可以減少成本費用的支出,而且也節(jié)省了裝配周期,?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]點云和視覺特征融合的增強現(xiàn)實裝配系統(tǒng)三維跟蹤注冊方法[J]. 王月,張樹生,白曉亮. 西北工業(yè)大學學報. 2019(01)
[2]虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)研究與應用[J]. 趙寧,杜劭峰,趙文軍,楊春光,陳瑋. 新技術(shù)新工藝. 2018(08)
[3]跨平臺三維模型轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[J]. 文帥,高晶,楊薇,陳松濤,高佳偉. 網(wǎng)信軍民融合. 2018(02)
[4]基于虛擬現(xiàn)實(VR)的飛機部件裝配工藝技術(shù)研究與應用[J]. 王宏鋒,萬蕾. 航空制造技術(shù). 2017(21)
[5]基于VR技術(shù)的船舶管路裝配虛擬仿真系統(tǒng)設(shè)計[J]. 萬隆君,涂婉麗,徐軼群,郭濤. 中國造船. 2017(01)
[6]面向智能交互的圖像識別技術(shù)綜述與展望[J]. 蔣樹強,閔巍慶,王樹徽. 計算機研究與發(fā)展. 2016(01)
[7]虛擬裝配技術(shù)概述[J]. 楊建,謝志強,王堅,夏善衛(wèi). 機械制造. 2013(02)
[8]淺談虛擬裝配設(shè)計系統(tǒng)的特征及意義[J]. 楊月,吳慶鋒. 工業(yè)設(shè)計. 2011(04)
[9]信息素動態(tài)更新的改進蟻群算法[J]. 孫改平,郭海文. 福建電腦. 2010(01)
[10]面向虛擬裝配的VR與CAD系統(tǒng)信息集成技術(shù)[J]. 王念東,劉毅,李文正. 機械科學與技術(shù). 2009(01)
博士論文
[1]增強現(xiàn)實中的三維物體注冊方法及其應用研究[D]. 徐遲.華中科技大學 2011
[2]基于虛擬現(xiàn)實的衛(wèi)星裝配工藝設(shè)計方法及其應用[D]. 夏平均.哈爾濱工業(yè)大學 2007
碩士論文
[1]實體建模技術(shù)及其應用研究[D]. 張居峰.西安電子科技大學 2014
[2]基于蟻群算法和遺傳算法的機器人路徑規(guī)劃研究[D]. 李晉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
本文編號:3139130
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