装配是产品生命周期的一个重要组成部分。良好的装配设计,不仅可以保证产品质量和可靠性,而且能降低产品成本。虚拟装配技术是以信息和知识集成为基础的一种新型制造技术,是虚拟现实技术在设计和制造领域的重要应用之一。制造业的飞速发展,必将促进虚拟装配技术的发展。 虚拟装配技术所涉及的内容较多,其中包括面向虚拟装配的产品层次信息表达、装配顺序规划、装配运动规划、装配建模、实时碰撞检测和装配性能评价等。限于时间和能力,本论文只对虚拟装配中的几项技术进行了研究。 本文介绍了虚拟现实和虚拟装配的概念及国内外研究现状,从装配模型的建立、装配顺序及路径的规划等方面系统的阐述了虚拟现实和虚拟装配的理论知识、原理以及技术要点,分析了编程环境Java & Java3D,对其发展、特点和功能进行了描述。 论文以水泵和夹具的装配过程为例,对虚拟装配过程涉及的一些问题进行了探讨和仿真分析,在不同层次上实现了水泵和夹具的虚拟装配系统的设计。其中,水泵的虚拟装配仿真系统是在Java3D环境下开发的一个基于Web的应用程序,该系统可以适应目前的网络带宽要求,具有显示和消隐装配运动轨迹、局部拆卸和视点切换等功能,网络传输数据量少,适合异地协同工作。夹具的虚拟装配系统支持多通道交互,具有一定的实用功能,涉及虚拟手建模、手势定义和识别、装配路径信息编辑、装配过程数据的组织方式、装配仿真及虚拟环境的多媒体设置等虚拟装配关键技术,具有界面友好、适于网络传输及可扩展等特点。