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长期以来,落后的装配设计方法一直是生产自动化进程的主要瓶颈之一。作为虚拟制造重要组成部分的虚拟装配技术,是对传统装配方法的革新,它的产生和发展有望解决这一困扰制造业多年的难题。本文在分析虚拟装配研究现状和存在问题的基础上,深入研究了装配信息建模、信息模型重构、装配工具建模和考虑装配工具的装配工艺规划等虚拟装配关键技术。主要内容概括如下: 1.建立了多视图层次化的装配信息模型,并在此基础上形成了装配体的层次结构树和约束关系库,为装配工艺规划、过程仿真等虚拟装配后续步骤提供有效的信息支持。 2.针对设计过程中产生的装配体层次结构不符合装配规划要求的问题,采用装配元件位姿矩阵作为模型重构依据,很好地解决了信息模型重构问题。 3.为实现装配工具的自动选择和定位,提出装配特征概念,使用装配特征对装配工具进行几何建模。在分析装配工具功能行为的基础上,采用11元组描述装配工具的行为信息,从而实现装配工具的行为建模。 4.分析装配工具对装配工艺规划的影响,提出装配工步和装配工步链表的概念描述装配过程,并将装配工具的装配活动划分为引入、操作和退出三个阶段,针对具体装配工具提出实现装配工具自动化操作的方法。提出考虑装配工具操作的装配过程仿真的实现方法。 5.详细介绍了考虑装配工具的虚拟装配支持系统的总体结构、功能模块及具体实现方法。结合实例说明了虚拟装配支持系统的使用流程,验证了本文阐述的研究成果。