虚拟装配是虚拟现实技术在工业领域的重要应用,是面向装配的设计技术与虚拟现实技术的结合。在虚拟场景中模拟零件的装配过程,可以分析产品的可装配性、规划产品的装配序列。虚拟装配不仅能提高产品的装配精度及效率,而且可以减少制作物理样机的成本,缩短产品的研发周期。目前虚拟装配已广泛应用于工业设计、生产制造、教学培训等诸多领域。本文结合Pro/E二次开发技术对虚拟装配技术进行了研究,并在Virtools开发平台上实现了模型的拆/装和人机交互装配。针对虚拟装配过程中装配序列规划、模型数据转换、Virtools中的脚本编辑及界面设计等问题进行了研究。基于Pro/E的产品虚拟装配开发中,通过遍历模型树提取零件的特征信息和空间位姿信息,并在零件自动拆卸过程中对零件进行碰撞干涉检查,建立干涉表,根据零件间的干涉关系选择拆卸方向,生成可行的拆卸序列。由“可拆即可装”原理,将拆卸序列求逆生成产品的装配序列。在此基础上,对位置特殊、沿单一拆卸方向不能拆卸的零件采用Bi-RRT算法进行路径规划。以零件初始点和目标点为起点相向扩展随机树,直至两棵树节点距离小于一个阈值或采样次数达到最大值,然后反向搜索树节点生成一条从初始点到目标点的无碰撞拆卸路径,实现复杂环境中零件的拆卸。以3ds Max作为Pro/E和Virtools之间的转换媒介,借助接口插件Virtools for Max导出Virtools可识别的格式文件,实现Pro/E模型的数据转换。将3d Max中导出的模型和Photoshop中制作的场景图片导入Virtools,利用Virtools的行为交互(BB)模块及Virtools脚本程序语言(VSL)生成人机交互界面来实现零件的自动拆装和分组装配功能。最后将开发的虚拟装配实例发布为可独立于Virtools环境运行的.exe文件。