由于三维建模的CAD技术广泛使用,为虚拟装配提供了基础,而虚拟的环境应该从“沉浸感—交互式—想象性”三个方向发展,其中沉浸感就是所提供的虚拟装配环境比较真实,交互性就是用户可以直接在虚拟环境进行操作,而想象性即虚拟环境不一定在现实中有参照,可以就是想象的世界[2]。柴油机的装配是完成柴油机设计生产的最后一个阶段,在柴油机的生产制造过程中占有着非常重要的地位,一般直接决定产品的性能以及可靠性能否达到设计所需地要求[3],总的来说,在柴油机的数据不出现重大的错误时,能够直接决定生产出来的柴油机质量。此外,柴油机的零件数据测量是否准确,加工技术能否满足要求等一些问题都能在柴油机装配阶段得到结果。所以说,柴油机的装配是保证产品质量的一个重要的环节,而装配水平的高低理所当然的成为保证产品质量的有效手段[4]。所以,选择合理的装配方案至关重要。84816

根据目前的发展来看,虚拟装配仿真发展到现在大致可分为三个阶段:第一个阶段为提出虚拟装配理论,第二个阶段为建立虚拟装配系统并对这种系统进行实验,第三个阶段为对虚拟装配技术发展的方向进行进一步地研究[5]。而虚拟装配研究方向又可分为两类:一类虚拟现直接进行虚拟装配,另一类是利用这种技术辅助机械的安装。由于国外对数字化装配技术起步比较早,而且有着政府的大力支持,发展迅猛,已经形成了一整套的体系,并且开始应用到一定的领域。例如,美国华盛顿州立大学就开发“虚拟装配设计环境”设计系统。操作人员可以在这种设计系统内直接操作虚拟的零部件进行虚拟装配,这种模拟现实的装配过程,可以检验并解决现实装配可能出现的一系列问题,

例如零部件间的干涉,数据的准确性。而这种系统标志着虚拟装配的成功应用[6]。美国的波音公司在设计777飞机是通过在计算机虚拟环境中完成了初期的设计,产品的装配以及在不同的环境中进行测试,最后设计出来的飞机误差非常小[7,8]还有一些美国的大学从不同的角度和功能对虚拟装配进行了研究。卡内基梅隆大学就开发了辅助装配设计分析的系统,能对产品的装配并行性进行检验,斯坦福大学设计了一整套分析装配过程的工具,可以在虚拟装配过程中对装配是否能进行下去进行验证。还有德国、英国和意大利等国家的相关机构都对虚拟技术进行了一系列的研究,最后制造出了很多优良的产品,特别在汽车,武器制造上成果颇多[9]。

而国内对虚拟装配起步较晚,远远落后国外的研究技术。现代的设计和制造技术与发达国家有着巨大的差距,而且设计论证周期长,设计效果好坏只有在样机加工装配出来以后才有结果,导致效率低下。工艺装配的水低,工艺技术落后,装配过程中的优化、质量控制与检测等技术落后。还有就是国内不重视专业人员的培养,导致装配的难度增大。

但是随着信息化,数字化的迅猛发展,国家也逐渐重视起这种技术,国内学校和研究院对虚拟装配项目工作,并且取得了一些重要的成果。华中科技大学的姜华和王春华等人[10]在三维软件PRO/E的环境中,利用PRO/Develop工具设计出了关于装配方面的仿真系统。清华大学的张林煊[11]等人也利用PRO/E设计出一种与装配工艺规划的仿真系统。东南大学的易红,仇晓黎等人将车床的主轴箱为研究对象,利用计算机对装配仿真就行了研究[12]。按照国内的研究来看可以大致地分为三个方面,分别为虚拟装配核心技术,即为在装配是必须解决地主要问题,涉及到产品的三维建模,零部件的测绘,装配可行的顺序以及最后的装配误差分析等一系列问题;第二为虚拟装配环境,不同的虚拟装配环境规模和功能也不尽相同,而虚拟转配环境又可以分为三种:基于CAD虚拟环境、基于虚拟现实开发系统的装配系统以及大规模的虚拟现实系统。第三为虚拟装配应用系统,而针对不同的应用也有不同的虚拟装配应用系统。

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