虚拟加工与装配技术

1、目 录 TOC o 1-3 t 样式1,1,样式2,1,样式3,2,样式4,2 h HYPERLINK l _Toc9413 摘要 PAGEREF _Toc9413 - 2 - HYPERLINK l _Toc1434 Abstrract PAGEREF _Toc1434 - 3 - HYPERLINK l _Toc21024 第一章 绪论 PAGEREF _Toc21024 - 4 - HYPERLINK l _Toc2858 1.1虚拟拟装配技术术 PAGEREF _Toc2858 - 4 - HYPERLINK l _Toc301 1.2虚拟拟制造技术术 PAGEREF _Toc301

2、- 4 - HYPERLINK l _Toc1266 第二章 虚虚拟加工技技术及其应应用 PAGEREF _Toc1266 - 6 - HYPERLINK l _Toc11431 2.1 虚虚拟加工系系统体系结结构 PAGEREF _Toc11431 - 6 - HYPERLINK l _Toc12073 2.2 虚虚拟加工设设备建模 PAGEREF _Toc12073 - 7 - HYPERLINK l _Toc17072 2.3 系系统实现 PAGEREF _Toc17072 - 155 - HYPERLINK l _Toc24359 2.4 结语 PAGEREF _Toc24359 -

3、177 - HYPERLINK l _Toc19472 第三章 虚虚拟装配技技术及其应应用 PAGEREF _Toc19472 - 188 - HYPERLINK l _Toc10264 3.1 虚虚拟装配基基本设计思思想及内涵涵 PAGEREF _Toc10264 - 188 - HYPERLINK l _Toc11942 3.2应用用研究 PAGEREF _Toc11942 - 200 - HYPERLINK l _Toc576 第四章 用用快速原型型技术加工工活塞 PAGEREF _Toc576 - 244 - HYPERLINK l _Toc27670 4.1活塞塞模型的创创建 PAG

4、EREF _Toc27670 - 244 - HYPERLINK l _Toc29015 结束语 PAGEREF _Toc29015 - 30 - HYPERLINK l _Toc1852 参考文献 PAGEREF _Toc1852 - 311 -虚拟加工及及相关技术术摘要【摘要】 分析了发发展虚拟轴轴机床的意意义，研究究了虚拟轴轴机床的发发展历史、现状和发发展趋势，提提出了应采采取的对策策及今后研研究开发工工作的方向向。关键词:虚虚拟轴机床床 数控控技术 机器人技技术Intellligeent MManuffactuuringgAbstrractIntellligeent MManuffac

5、tuuringg inttroduuced the backkgrouund, maiin coontennts aand oobjecctivees, Arttificcial Inteelliggencee andd IMTT, IMSS rellatioons, IMSS andd CIMMS, inttelliigentt mannufaccturiing aand tthe mmaterrial basiis off thee theeoretticall bassis oof thhe chharaccteriisticcs off inttelliigentt mannufacc

6、turiing ssysteem annd thhe frramewwork struucturre, andd gavve a brieefingg on inteelliggencee Macchiniing CCenteer IMMC, inttelliigentt mannufaccturiing ttechnnologgy deeveloopmennt trrend of wwood, as welll as the Inteelliggent Manuufactturinng Syystemms reesearrch rresullts aand pprobllemattic.Ke

7、y wwordss: Inteelliggent Manuufactturinng, IMSS, IMMC, IIMT.第一章 绪绪论1.1虚拟拟装配技术术近年来，世世界机械 HYPERLINK 制制造业市场场的 HYPERLINK 竞争日趋激激烈，为了了适应变化化迅速的市市场需求， HYPERLINK 产品研制周期、质量、 HYPERLINK /manage/chengben.htm 成本、服务成为每一个现代企业必须面对的问题。近20年来的实践证明，将信息技术应用于新产品研制以及实施途径的改造，是现代化企业生存、发展的必由之路。同时，先进的产品研制方法、手段以及实施途径，实际上是产品研制质量

8、、成本、设计周期等方面最有利的保证。以 HYPERLINK http:/B 波音公司为例，在 HYPERLINK 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，而是强调他们如何充分利用数字化研制技术以及产品 HYPERLINK /manage/yanfa-gongyi.htm 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集成产品开发 HYPERLINK /human-resource/tuanduiguanli.htm 团队IPT（Integrated Product Development Team）（238个Team）

9、的有效实施，保证了飞机设计、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 HYPERLINK 时间缩减到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。“虚拟装配”（Virtual Assembly）是产品数字化定义中的一个重要环节，在虚拟技术领域和仿真领域中得到了广泛的应用研究。通常有2种定义： (1)虚虚拟装配是是一种零件件模型按 HYPERLINK /manage/pingjing-yueshu.htm 约约束关系进进行重新定定位的过程程，是有效效分析产品品设计合理理性的一种种手段。该该定义强调调虚拟装配配技术是一一种模型重重新进行定定位、分析析过程。 (2)虚

10、拟拟装配是根根据产品设设计的形状状特性、精精度特性，真真实地模拟拟产品三维维装配过程程，并允许许用户以交交互方式控控制产品的的三维真实实模拟装配配过程，以以检验产品品的可装配配性。1.2虚拟拟制造技术术 虚拟制造是是实际制造造过程在计计算机上的的映射，即即采用计算算机仿真与与虚拟现实实技术，在在计算机群群组协同工工作，实现现产品设计计、工艺规规划、加工工制造、性性能分析、质量检测测以及企业业各级的管管理与控制制等产品制制造的本质质过程，以以增强制造造过程各级级的决策与与控制能力力。虚拟加加工系统是是虚拟制造造研究的主主要内容之之一，包括括加工环境境建模、加加工工艺模模拟、NCC解析、加加工过程

11、仿仿真等。其其中，环境境建模是虚虚拟加工系系统仿真、分析的基基础。本文文以实际加加工环境为为基础建立立一个具有有沉浸感的的虚拟加工工环境，对对虚拟加工工环境建模模关键技术术展开研究究，设计人人员能在该该环境下对对零件加工工过程进行行仿真并对对零件的加加工进行分分析，从而而提高生产产效率和加加工质量。 第二章 虚虚拟加工技技术及其应应用2.1 虚虚拟加工系系统体系结结构 虚虚拟加工是是现实加工工过程在计计算机上的的映射，与与真实制造造过程相比比，具有虚虚拟性、数数字化集成成性、依赖赖性。虚拟拟加工系统统的建立必必须基于现现实的制造造设备及其其相关活动动，并且可可以随着制制造设备的的改变对虚虚拟加

12、工系系统进行变变更。由此此，以现实实制造过程程为基础，本本课题组提提出了一个个开放的、可重组、可扩展的的虚拟加工工系统体系系(图1 )。 图图1 虚拟拟加工系统统体系结构构 体体系结构由由界面层、功能层和和数据层组组成。界面面层提供用用户与系统统交互的界界面，用户户通过该界界面可以快快速组装一一个虚拟加加工环境并并进行虚拟拟加工，直直观地观看看加工过程程，对加工工过程进行行干预，并并获取分析析结果。 功能能层分为虚虚拟加工环环境建模部部分和虚拟拟加工仿真真、分析部部分，前一一部分主要要用于快速速配置可重重构的虚拟拟加工环境境，包括设设备建模、环境(车车间)建模模、刀具建建模、夹具具建模等功功能

13、模块;虚拟加工工仿真、分分析部分主主要用于对对产品的加加工过程进进行仿真相相分析，包包括了加工工过程可视视化、加工工过程受热热变形仿真真、加工误误差检测、仿真结果果分析等功功能模块。 数数据层是虚虚拟加工系系统重组、扩展的基基础，包括括可重用的的虚拟设备备模型、可可扩展的虚虚拟环境模模型。除此此之外，用用来组装虚虚拟设备的的虚拟零部部件模型及及用来进行行加工的刀刀具模型、夹具模型型、毛坯模模型等都要要建立相应应的数据库库。 虚拟加加工环境建建模是真实实加工环境境在数字化化世界中的的映射。产产品的实际际加工环境境包括加工工设备、工工装夹具及及其加工刀刀具等，因因此在虑拟拟加工环境境中需要建建立相

14、应的的加工设备备模型、夹夹具模型、刀具模型型及工件模模型，使得得虚拟加工工环境能够够依据用户户输入的NNC代码、工艺模塑塑和刀具模模型给出有有关工件变变化、刀具具状况、加加工效率等等信息，为为进行产品品的可制造造性评价和和优化打下下基础。虚虚拟加工设设备主要是是指虚拟机机床，用于于仿真实际际加工设备备加工虚拟拟产品，机机床模型包包括机床的的几何实体体信息、运运动特征信信息、伺服服特性信息息、刚度特特性信息以以及热变形形特性信息息的影响等等; 虚拟拟刀具包括括镜刀、车车刀、钻头头等常用的的加工刀具具，用于仿仿真实际的的切削过程程，刀具模模型包括刀刀具几何实实体信息、切削特征征信息和运运动特征信信

15、息等:虚虚拟夹具用用于仿真实实际的工装装夹具，夹夹具模型包包括夹具几几何实体信信息、装夹夹特征信息息等。虚拟拟加工设备备、夹具、刀具和工工件建模原原理一致，本本文以虚拟拟加工设备备为例，研研究虚拟加加工环境的的构建。 2.2 虚拟加工工设备建模模 图22 虚拟加加工设备模模型类结构构 虚虚拟机床是是虚拟加工工过程的具具体实施者者。根据机机床信息的的不同，机机床模型分分为几何模模型和仿真真模型，其其中几何模模型将虚拟拟机床看成成是一个层层次式的装装配体，包包含多个部部件和零件件，且部件件之间存在在着相互装装配关系和和约束条件件，组成零零部件的三三维数字模模型根据其其实际形状状和大小分分别建模;机

16、床仿真真模型是在在NC代码码的驱动下下，采用一一种类似于于NC加工工插补算法法实现各运运动部件的的平动与转转动，以此此驱动虚拟拟机床的运运动。本文文将仿真模模型作为机机床的物理理属性依附附在机床的的几何模型型上，建立立虚拟加工工设备模型型的类结构构(图2）。类结构建建立床身、工作台和和导轨等基基本类，在在此基础上上建立零部部件几何模模型类继承承基本类；零部件几几何模型类类与零部件件仿真模型型类一起形形成零件模模型类，通通过零件、部件之间间的包含、聚合关系系形成虚拟拟加工设备备。 本本文以类结结构为指导导，给出虚虚拟机床的的建模流理理(图3 ) 首先先建立可重重用的零部部件JL何何模型和可可重用

17、的零零部件仿真真模型，分分别存入几几何模型库库和仿真模模型库。从从几何模型型库和仿真真模型库中中分别选取取合适的零零部件几何何模型和仿仿真模型就就可以组建建成所求的的零部件完完整模型。获取了零零部件的完完整模型。然后将它它们按一定定规则装配配组装成虚虚拟加工设设备模型。对各种虚虚拟加工设设备进行物物理属性建建模就可得得到符合实实际需要的的虚拟加工工设备。 2.2.1几何特特征信息的的获取 零件件儿何模型型的建立是是实现可重重构虚拟加加工环境建建模的关键键，零部件件乃至设备备的工程语语义、各种种仿真模型型最终都必必须以零部部件几何模模型为依托托。我们将将分析处理理用的与工工程语义相相关联的零零部

18、件几何何模型和屏屏幕三维显显示用的几几何模型（分分别称为工工程几何模模型和显示示几何模型型）分开处处理。 工程程几何模型型负责接受受各种仿真真模型的依依附以及描描述该零部部件工程语语义的工程程数据(如如质量、材材料、代号号等)的定定义，所含含数据包括括零部件模模型的参考考点、坐标标系、描述述该零部件件形状的特特征数据，但但不包括有有关屏幕显显示的信息息。对工程程几何模型型需要的特特征数据通通过对使用用的三维软软件进行二二次开发获获得。以UUG为例，特特征信息获获取方法如如下: Sttep1:应用函数数DF_PPART_ask_dispplay_partt,从UGG Opeen APPI 中获获

19、取零部件件模型句柄柄。 Steep2:应应用函数UUF_PAART_aask_ppart_namee ， 从从UG/OOpen API中中获取零部部件名字， 并创建一一个零部件件几何模型型对象。虚虚拟加工环环境开发中中，我们设设计了零部部件几何模模型类CGGeoPaart3dd，用于记记录其特征征树、零件件名等信息息。 Steep3:获获取特征数数据，根据据特征类型型创建相应应的特征对对象，把这这些特征数数据存储在在对应特征征对象的成成员变量中中。建立CCGLFeeatu因因为特征义义类记录各各特征共有有数据，如如特征类型型、特征名名、参考点点坐标等;建立Bllock、Conee、Cyllin

20、deer、Siimplee_Holle、Reeel_PPad等常常规特征子子类记录各各类特征特特有参数，如如Blocck的特征征类CGLLFeattBlocck记录BBlockk特征特有有的参数长长宽高。UUG/Oppen AAPI中获获取特征类类型的函数数为UF_MODLL_askk_feaat_tyype;获获取特征名名的函数为为UF_MMODL_ask_featt_namme; 获获取参考点点坐标的函函数，UFF_MODDL_assk_feeat_llocattion;获取特征征参数的函函数，UFF_MODDL_assk_*_parmms,*代代表具体的的特征类型型，如为BBlockk，

21、则函数数表示获取取Blocck特征的的参数。 SStep44:应用获获取特征关关系函数UUF_MOODL_aask_ffeat_relaativees，获取取特征之间间的关系，并并根据该关关系steep3创建建的各特征征对象链接接到零部件件几何模型型对象的特特征树的对对应位置 显显示几何模模型只包含含三维显示示需要的一一些数据(如点集、三角面片片集、颜色色、法矢等等)。我们们采用VRRML文件件作为中性性文件获得得零件的显显示几何模模型，即在在CAD软软件中通过过对一些规规则形状的的物体进行行几何运算算，并导出出形成STTL、VRRML格式式的中性文文件，记录录零部件几几何模型的的三角面片片数

22、据。22.2.22 零件几几何模型的的建立 获取取的显示几几何模型实实质是一系系列离散的的面集，而而获取的特特征数据只只有外形尺尺寸等特征征信息，都都不足以表表示零部件件几何模型型。需要根根据特征数数据来识别别并重新组组织面集以以构造零部部件几何模模型。 本文文采用面向向对象的思思想分析零零件几何模模型，为特特征造型中中常见的几几何表面类类型及其约约束方程分分别设计类类，利用类类和对象间间的继承、聚合特性性实现零件件的可重构构和重用性性。图4为为本文建立立的零件几几何模型对对象结构，描描述零件几几何模型与与工程语义义、形状特特征之间的的对象关系系以及该零零部件与其其它零部件件之间的几几何约束关

23、关系。 图图4 零部部件几何模模型的对象象结构 图图中，约束束方程类是是根据获取取特征信息息建立相应应的特征面面约束方程程;几何表表面有平面面类(CGGLPlaaneFaace)、圆面类(CGLRRounddFacee) 、桂桂面类( CGLCCylinnderFFace)、锥面类类(CGLLConeeFacee )等;形状特征征用于描述述一定工程程意义的功功能几何形形状信息，包包括与零件件的几何形形状、尺寸寸相关的信信息集合。形状特征征有: BBlockk特征(CCGLFeeatBllock)、Bosss特征(CGLFFeatBBoss)、Conne 特征征(CGLLFeattConee)

24、、CCylinnder特特征(CGGLFeaatCyllindeer) 等等 一一个形状特特征由一组组几何表面面组成，每每一个几何何表面都会会对应于一一个显示几几何模型中中的面集。通过约束束方程类将将VRMLL文件中离离散的三角角面片和形形状特征的的几何表面面管理起来来，形成零零件的完整整几何模型型。零部件件几何模型型类CGeeoParrt3d记记录零部件件几何模型型的工程语语义、形状状特征构成成，还要描描述该零部部件与其它它零部件之之间的几何何约束关系系，它的类类定义如下下： claass CCGeoPPart33d puublicc: voiid Innit (); /零件的的初始化， 包

25、括零件件的空间位位置、特征征树等相关关信息 vooid PPiekMMesh (); II进行行特征匹配配与模型重重构 voiid gllDraww (); privvate: typeedef struuct FFeatuureNoode CCGLFeeaturre * mpFeaat; CSStrinng m_feattNamee; CSttringg m_ffeatTType; FEEATNOODE; /记录录特征信息息的节点类类型 typpedeff vecctor VECCTGLFFeatuure;/零(部部)件特征征数组 tyypedeef liist CVVGeoPPartLLi

26、st;/零(部)件指指针链表类类型 CScceneGGraphh m_SSceneeGrapph;/零(部)件场景对对象 VECCTGLFFeatuure mm_VecctorFFeatuure;/零(部部)件特征征数组 CSStrinng m_ParttNamee; /零(部)件名称 CCGLReeferPPointt m_RReferrPoinnt; /零(部部)件的参参考点 flloat m_coomparraCooord444; /相对主零零(部)件件的坐标 ffloatt m_AAbsolluteCCoordd44; /在装装配环境中中的绝对坐坐标 BOOOL m_CorPP; /零

27、件或部部件 针对构构成机床的的零部件的的树状层次次结构，我我们应用多多叉树来描描述。在每每一部件类类中，有成成员变量mm_lPaartPoointLList是是一个指针针链表， 记录所有有该子装配配体中的零零部件指针针。如图55所示。 CClasss CCoomponnent; ParrtLisst m_lParrtPoiintLiist;/零部件件指针链表表定义 CPPart* m_PParenntParrt;/父零(部部)件指针针 图图5 虚拟拟机床装配配关系 其其中， CC表示子装装配体指针针,P表示示零件指针针，A表示示2个零件件之间的装装配关系列列表。各个个零件通过过面贴合、面对齐、

28、面相距、点重合等等装配关系系装配成虚虚拟机床。 2.2.3 虚拟设备备几何模型型的显示 虚虚拟加工环环境建模系系统中，虚虚拟设备几几何模型的的显示最终终是在OppenGLL环境中完完成的。OOpenGGL最初是是SGI公公司的IRRIS GGL 图形形工作站的的分支， 作为标准准的图形软软件接口，提提供了丰富富而且功能能强大APPI函数，用用户可以通通过编程来来自主地控控制模型的的行为，从从而可以满满足进行仿仿真分析等等复杂操作作的要求。 从从图4看出出，组成虚虚拟设备的的各个零部部件通过形形状特征来来关联零部部件几何模模型的工程程语义部分分和拓扑显显示部分。零件的显显示几何模模刷通过处处理C

29、ADD软件导出出的中性文文件获得，零零件的最终终显示可以以用Opeen GLL语句根据据显示几何何模型中的的三角丽片片数据来逐逐个绘制三三角面片。利用虚拟拟设备几何何模型的层层次关系，其其显示流程程如图6所所示。图中中绘制零部部件各特征征时，由于于是通过CCGLFeeaturre类的指指针调用的的，所以具具备了动态态联编的条条件，因此此能产生动动应联编的的数果。即即表面上调调用的都是是CGLFFeatuure类的的绘制函数数glDrraw()，实际上上在执行过过程中会根根据不同的的指针类型型调用相应应的子类的的、改写过过的绘制函函数glDDraw()，进而而圆满完成成各特征的的绘制任务务。 图

30、图6 虚拟拟设备几何何模型显示示流程 对对于设备的的属性仿真真模型而言言，运动模模型是最基基本的。环环境中物体体运动时，通通过运动关关系模型计计算相关运运动物体的的空间位姿姿，调用显显示方法不不断地刷新新屏幕产生生连续的动动画仿真。 2.3 系系统实现 本文应用UUG三维造造型软件对对一套加工工设备进行行了几何建建模，通过过文件输出出得到零部部件的VRRML文件件，以Viisuall C+6.0。为开发工工具， 选选用OpeenGL作作为图形引引擎开发了了可重构三三维虚拟加加工环境建建模系统VVMES (Virrtuall Macchiniing EEnvirronmeent SSysleem

31、),利利用该系统统实现了LLeadWWell LTC系系列加工中中心的快速速建模(图图7)。LLeadWWell LTC220 APP是卧式加加工中心， 将其简化化为床身、加工舱舱舱门、导轨轨、刀座、刀盘、主主轴头、尾尾架、顶尖尖、支架、控制台等等。针对各各模块的通通用程度我我们采取相相应的建模模策略，如如床身、舱舱门等是该该加工中心心特有的异异型部件， 为其单独独建模; 导轨、刀刀座、刀盘盘等对同类类机床而言言，其外形形结构具有有很大相似似性，因此此通过对数数据库中类类似部件进进行修改后后重用（若若数据库中中已有类似似) ;主主袖头、尾尾架、顶尖尖等则属于于通用部件件或标准部部件，可以以直接

32、重用用(若数据据库中已有有相同)。图8为构构建的虚拟拟加工环境境，利用该该环境可以以对零件进进行虚拟加加工仿真。 图图7 虚拟机机床工程语语义定义 图8 虚拟加工工环境2.4 结结语虚拟加工系系统是虚拟拟制造研究究的主要内内容之一，而而环境建模模是虚拟加加工系统仿仿真、分析析的基础。本文通过过三维实体体建模构造造出一套虚虚拟设备，使使设计人员员可以借助助于一定的的软、硬件件设备，在在虚拟制造造环境下对对零件加工工过程进行行仿真，并并对设备布布局、加工工过程等作作出分析，以以便对整个个生产进程程进行优化化，从而提提高生产效效率和加工工质量。该该研究成果果已经在某某研究所应应用，应用用表明:本本课

33、题组建建立的虚拟拟加工系统统可根据实实际加工情情况快速构构建虚拟加加工环境，能能够有效提提升该研究究所产品设设计制造效效率，缩短短产品研制制时间。第三章 虚虚拟装配技技术及其应应用3.1 虚虚拟装配基基本设计思思想及内涵涵 3.1.1 以设设计为中心心的虚拟装装配 以设计计为中心的的虚拟装配配（Dessign-Centteredd Virrtuall Asssemblly）是指指在产品三三维数字化化定义应用用于产品研研制过程中中，结合产产品研制的的具体情况况，突出以以设计为核核心的应用用思想，这这表现在以以下三个层层次，如图图1所示。 图9虚拟装装配层次图图 （11）装 面向向配的设计计（DF

34、AA） 即在在设计初期期把产品设设计过程与与制造装配配过程有机机结合，从从设计的角角度来保证证产品的可可装配性。引入面向向产品装配配过程的设设计思想，使使设计的产产品具有良良好的结构构，能高效效地进行物物理装配，能能在产品研研制初期使使设计部门门与制造部部门之间更更有效地 HYPERLINK / 协协同工作。 （2）自顶向下下（Topp-dowwn）的并并行产品设设计（CPPD） 并并行产品设设计是对产产品及其相相关过程集集成、并行行地进行设设计，强调调开发人员员从一开始始就考虑产产品从概念念设计直至至消亡的整整个生命周周期里的所所有相关因因素的影响响，把一切切可能产生生的错误和和矛盾尽可可能

35、及早发发现，以缩缩短产品开开发周期，降降低产品成成本，提高高产品质量量。 （3） 与Maasterr Moddel相关关的可制造造性设计和和可装配性性设计 产产品研制是是多部门的的协同工作作过程，各各部门间的的合作往往往受到各个个企业的生生产条件等等方面的限限制，结合合各个企业业的生产能能力和生产产特性，改改进产品设设计模型的的可制造性性、可装配配性，减少少零部件模模型的数量量和特殊类类型，减少少材料种类类，使用标标准化、模模块化的零零部件，是是非常必要要的。以不不同阶段的的Mastter MModell为核心，可可以保证产产品研制的的不同阶段段数据结构构完整一致致，保证产产品研制的的各个部门

36、门协同工作作，实现 HYPERLINK CCAD/CCAM/CCAE系统统的高度集集成，有效效提高产品品的可制造造性和可装装配性。 3.1.2以以过程控制制为中心的的虚拟装配配 以过程控控制为中心心的虚拟装装配（Prrocesss-Ceenterred VVirtuual AAssemmbly）主主要包含以以下两方面面内容。 （1） 实现对对产品总体体设计进程程的控制 在产品数数字化定义义过程中，结结合产品研研制特点，人人为地将虚虚拟装配技技术应用于于产品设计计过程，该该过程可以以划分为三三个阶段：总体设计计阶段、装装配设计阶阶段和详细细设计阶段段。通过对对三个设计计阶段的控控制，实现现对产品

37、总总体设计进进程的控制制，以及虚虚拟装配设设计流程。 1）总体体设计阶段段。总体设设计阶段是是产品研制制的初期阶阶段，在此此阶段进行行产品初步步的总体布布局，主要要包括：建建立主模型型（Masster Modeel）空间间；进行产产品初步的的结构、系系统总体布布局。 2）装装配设计阶阶段。装配配设计阶段段为产品研研制的主要要阶段，在在此阶段产产品三维实实体模型设设计已经基基本完成，主主要包括：产品模型型空间分配配（装配区区域、装配配层次的划划分）；具具体模型定定义（建立立几何约束束关系、三三维实体模模型等）以以及应力控控制。 3）详详细设计阶阶段。详细细设计阶段段为产品研研制的完善善阶段，在在

38、此阶段完完成产品三三维实体模模型的最终终设计，主主要包括 ：完成产产品三维实实体模型的的最终设计计，进行产产品模型的的计算机装装配，进行行全机干涉涉检查。 （2） 过程控控制管理 过过程模型包包含了产品品开发的过过程描述、过程内部部相互关系系和过程间间的协作等等方面内容容。通过对对过程模型型的有效管管理，实现现对工程研研制过程中中各种产品品设计结果果和加工工工艺等产品品相关信息息的管理，从从而实现优优化产品开开发过程的的目的。3.1.33 仿真为为中心的虚虚拟装配 以以仿真为中中心的虚拟拟装配（SSimullate-Centteredd Virrtuall Asssemblly）是在在产品装配

39、配设计模型型中，融入入仿真技术术，并以此此来评估和和优化装配配过程。其其主要 HYPERLINK /manage/zuzhi-mubiao.htm 目标标是评价产产品的可装装配性。 （1） 优化装装配过程 目的是使使产品能适适应当地具具体情况，合合理划分成成装配单元元，使装配配单元能并并行地进行行装配。 （2）可装配性性评价 主主要是评价价产品装配配的相对难难易程度，计计算装配费费用，并以以此决定产产品设计是是否需要修修改。 3.22应用研究究 33.2.11 基础应应用环境 虚虚拟装配技技术在焊接接小车设计计中的应用用，需要以以一定的基基础应用环环境作为平平台，主要要包括以下下几个方面面：协

40、同工工作环境、统一的信信息编码系系统以及机机械 HYPERLINK 通用基础标标准。 （11）协同工工作环境。有一个协协同工作的的基础环境境，实现支支持异地设设计、异地地装配、异异地测试的的工作环境境，特别是是基于网络络的三维图图形的异地地快速传递递、过程控控制、人机机交互的基基础环境是是非常必要要的。 （22）统一的的信息编码码系统。焊焊接小车的的设计是一一项复杂的的系统工程程，各项工工程数据在在IPT内内部以及IIPT之间间进行合理理流动，因因此有效的的管理是实实现虚拟装装配技术的的重要环节节，必须能能够实现平平台的协同同设计，又又能对各种种产品数据据进行管理理和传递，保保证在正确确的时间

41、把把正确的信信息以正确确的方式传传递给正确确使用的人人。因此，采采用统一的的信息编码码系统是一一项重要的的应用基础础环节。 （33）机械通通用基础标标准。虚拟拟装配技术术如果要实实现行业CCAD/CCAE/CCAPP/CAM技技术的有效效集成和厂厂所之间的的数据交换换，必须采采用机械通通用基础标标准。 33.2.22 焊接小小车部件级级产品实施施方法及途途径 1。软硬硬件环境 硬件：CCOMPAAQ服务器器一台；PP4，2.7G，11M内存的的微机8台台。 软件：Pro/ENGIINEERR 20001及其支支持环境。 2. 焊焊接小车的的传动装置置虚拟装配配技术应用用研究 我我们选择传传动装

42、置的的虚拟装配配技术应用用研究作为为工程实例例，对虚拟拟装配技术术的工程应应用思想、方法、具具体实施途途径作进一一步研究，为为下一阶段段整个小车车的应用提提供一种基基本的理论论支持。 （11）总体设设计阶段。IPT根根据小车总总体设计要要求以及基基本的总体体设计参数数，建立蜗蜗轮蜗杆和和齿轮的主主模型空间间，并进行行初步的总总体布局。总体设计计阶段的模模型如图22所示。在在此阶段，主主要包括以以下基本步步骤：根据据已有工程程图样建立立粗糙模型型；布置部部分初始模模型（蜗轮轮、蜗杆、齿轮等）；对系统构构件进行初初步布置、建立初始始模型。 图10总体体设计阶段段模型 本本阶段结束束时，必须须冻结已

43、经经建立的产产品主模型型空间，作作为模型设设计共享的的基础。 （22）装配设设计阶段。这是小车车模型具体体建立阶段段。本阶段段主要包括括以下基本本步骤：建建立各部件件的实体模模型；定义义具体结构构装配的分分解线路（建建立装配层层次、装配配区域）；建立模型型间的具体体装配约束束（Connstraaintss）关系；从共享 HYPERLINK 数数据库中提提取相应的的结构模型型； 进行行计算机装装配（Coomputter MMock-Up，简简称CMUU），以及及进行干涉涉检查。 （33）详细设设计阶段。本阶段完完成焊接小小车所有零零件的设计计工作，保保证小车内内所有零件件干涉自由由，设计模模型如图33所示。 图