机械设备的装配和拆卸是制造业的重要工序,技能人才需求量大,利用虚拟现实技术来进行拆装技能培训能够有效降低培训成本、避免培训风险的发生,并且能够达到良好的培训效果。然而,由于企业实际生产中的拆装任务繁多,各项任务均需要开发相应的VR训练程序,并且往往还需要开发演示、练习等几个VR培训模式。如果对各项任务、各个模式逐一进行定制化开发,将需要非常长的开发周期,耗费企业大量的成本。为解决此问题,本文提出一种虚拟拆装训练生成系统,使企业能够以可视化的方式便捷高效地开发VR拆装训练程序,从而降低企业耗费在虚拟拆装技能培训的成本,提高企业的效率。论文的主要研究工作如下:(1)提出一种基于XML的拆装操作参数化表达方法,该方法首先提炼出常见拆装操作的共同特征,将常见的拆装操作划分为几种几何运动,并使用统一的若干个参数描述一个拆装操作过程,最终将这些参数存储为XML格式的数据文件。以此数据文件为核心设计了系统的框架,系统通过一个可视化编辑器进行拆装任务的模型和数据文件编辑;通过虚拟拆装训练平台下载一个拆装任务的模型和数据文件,即可进行该任务的虚拟拆装训练。(2)提出并实现了拆装任务可视化编辑器的关键算法与方法。利用屏幕空间到世界空间的映射关系,构建了鼠标调整模型位姿和相机位姿的方法,基于该方法用户可以直观地编辑出虚拟拆装任务所需的各项模型,并且基于该方法用户能够通过直接操作零件模型编辑出一个拆装操作的多个参数;提出并实现了使用三维A*寻路算法获得零件移动路径参数的方法,并利用射线检测对所获得的路径进行平滑处理,使VR拆装演示模式中零件能够自动寻路;提出了一种基于图元连线的拆装序列可视化编辑方法,使用户能够以所见即所得的方式编辑复杂的拆装序列。利用上述关键方法,用户能够直观、便捷地编辑出一个拆装任务的模型文件和数据文件。(3)提出并实现了虚拟拆装训练平台中的关键算法与方法,利用DOM技术实现了XML数据文件的解析,通过解析后的数据类集合实现了基于拆装序列的数据呈现方式;设计并实现了一种基于有限状态机和产生式规则的VR拆装的操作-响应模型,基于此模型和碰撞检测构建了虚拟拆装的交互功能,并利用图形学计算实现了各种操作类型的计算方法;提出并实现了一种虚拟拆装任务自动演示方法,该方法通过读取XML数据文件中的参数,结合图形学计算实现拆装的自动演示,无需额外制作演示动画。(4)结合上述研究,设计并实现了虚拟拆装训练生成系统,对系统的拆装任务可视化编辑器、虚拟拆装训练平台和学员用户系统三大模块进行了设计与实现。