三維圖形界面技術(shù)在薄板裝配偏差分析系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、裝配精度控制對于汽車車身、飛機(jī)機(jī)身、高速列車車體等復(fù)雜薄板產(chǎn)品制造質(zhì)量具有重要影響，數(shù)字化裝配偏差仿真分析對于優(yōu)化裝配工藝、縮短研制周期、提高裝配精度具有重要意義，得到了國內(nèi)外工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。在不斷發(fā)展的數(shù)字化設(shè)計制造一體化環(huán)境下，薄板裝配偏差仿真分析必須與產(chǎn)品設(shè)計三維模型進(jìn)行充分融合，以便于設(shè)計人員在三維數(shù)字化場景中獲取零件定位、裝夾、測量等裝配偏差仿真分析所需的輸入輸出信息。如何開發(fā)高效、可靠的人機(jī)交互三維圖形界面是薄板裝

2、配偏差分析系統(tǒng)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　針對上述問題，本文圍繞薄板裝配偏差仿真中三維圖形界面研發(fā)需求，研究三維數(shù)字化偏差仿真平臺的構(gòu)建，包括裝配偏差分析場景的三維渲染以及典型幾何特征信息拾取等關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上開發(fā)薄板裝配偏差分析系統(tǒng)三維圖形界面程序并進(jìn)行應(yīng)用驗證。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）OSG環(huán)境下裝配偏差分析場景的創(chuàng)建
　　利用OSG場景中的節(jié)點(diǎn)來表示裝配偏差模型中的裝配體、零件以及幾何特征等，實現(xiàn)了裝

3、配偏差模型的樹狀結(jié)構(gòu)表示。鑒于OSG可以直接讀取特定的三維模型，將零部件的STL格式文件作為場景節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了裝配偏差分析場景，實現(xiàn)了模型的顯示以及旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等人工操控功能。
　　（2）IGES模型上典型幾何特征信息的拾取
　　對薄板裝配偏差仿真分析中常用的幾何特征進(jìn)行分類，將OCC圖形庫技術(shù)應(yīng)用于IGES模型幾何特征信息的提取上，進(jìn)行點(diǎn)、面、孔等典型幾何特征的拾取，滿足了公差分析系統(tǒng)的輸入需求。
　?。?）基于輕量

4、化模型的三維數(shù)字化平臺構(gòu)建
　　進(jìn)一步考慮到模型輕量化在顯示效率和操作靈敏性方面的重要性，選取通用輕量化模型—STL為數(shù)據(jù)源，研究了對其進(jìn)行幾何特征信息拾取的算法，結(jié)合第一部分構(gòu)建的裝配偏差分析場景提出了一個更為優(yōu)化的裝配偏差分析平臺構(gòu)建流程，為下一步的研究打下了良好的基礎(chǔ)。
　?。?）三維圖形界面技術(shù)在飛機(jī)裝配偏差分析系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　以IGES格式文件為核心，將三維圖形界面技術(shù)應(yīng)用到飛機(jī)裝配偏差分析系統(tǒng)中。在模型的

5、顯示操控方面實現(xiàn)了不同顯示模式的選擇以及旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等功能，由三維模型上拾取的用于定位、裝夾和測量的幾何特征信息參與到核心算法中，與手工輸入方式獲得的計算結(jié)果相同，充分說明了提取信息的準(zhǔn)確性。
　　綜上所述，本文以三維圖形界面技術(shù)在薄板裝配偏差分析系統(tǒng)中的應(yīng)用為對象，重點(diǎn)研究了三維模型的顯示操控技術(shù)以及幾何特征拾取技術(shù)，并將其應(yīng)用到飛機(jī)裝配偏差分析系統(tǒng)中，顯著提高了界面易用性和可靠性，為相關(guān)研究奠定了可供借鑒的基礎(chǔ)，使得偏差建