减速器虚拟装配指导书

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1、减速器虚拟装配指导书减速器虚拟装配指导书孙文磊孙文磊新疆大学新疆大学机械工程学院机械工程学院2008 年年 10 月月1 虚虚拟拟装配的目的和意装配的目的和意义义虚拟装配的一般定义为：无需产品或支撑过程的物理实现，以装配对象的 三维数字模型为基础，通过虚拟的实体模型在计算机上仿真装配的全过程，进 行装配操作及其相关的系统分析，为装配工艺规划提供一种可视化的交互环境， 直观展示产品装配过程中各个零部件的运动形态和空间位置，尽可能早地发现 并解决潜在的装配设计问题，实现产品的装配工艺规划，并得到能指导实际装 配操作的工艺文件，最终指导生产过程的装配。 引入虚拟装配，就是为了更好的实现产品的装配规划

2、，实现装配过程的可 视化，从而便于培训装配人员，提高装配的工作效率，降低生产成本。2 装配装配过过程指程指导导2.1 UG 建模并确定装配关系建模并确定装配关系模型的建立和装配关系的确定是进行虚拟装配的前提，因此，首先根据设 计参数在三维绘图软件中进行建模，这里以在 UG5.0 中建模为例，依次绘制出 减速器的齿轮轴、带轮、内圈、外圈、封盖、箱盖、支架等部件，然后根据减 速器的装配参数，在 UG 中装配完成，以确定好各部件间的约束关系。这是利 用虚拟现实装配平台进行装配的基础，这里不再过多的啰嗦。2.2 初始仿真文件生成初始仿真文件生成初始仿真文件生成的主要功能是生成系统仿真所需要的配置文件。

3、首先使 用 UG5toVAP 接口程序要读取 UG 零件模型和装配模型，将零件的拓扑和几何 信息，装配模型的层次关系、零部件信息、几何约束信息保存成产品信息文件 *.mif 规定的格式；然后使用系统提供的碰撞模型生成工具生成零件模型对应的 碰撞模型；使用新建功能，按照文件生成向导，一步步生成初始仿真文件 *.ave。 具体操作步骤为： （1）在 UG 中打开减速器中的一单个零件，选择“文件（F） ”菜单下“导 出（E） ”选项，将零件格式转换成 STL 格式，输出类型选择“二进制” ，并保 存在相应的文件夹下，所产生的文件格式为“.stl” ；用同样的方式将所有零件 都导出为 STL 格式，并

4、保存在相应的文件夹下后，对所有的文件进行重命名， 将“.stl”格式转换为“.stlb”格式。这样，就得到了在虚拟现实装配平台中所 需的显示模型。 （2）在 UG 中打开装配体，应用“Ctrl+U”复合键，会产生“执行用户功 能”对话框，在查找范围中找到存有“UG5toVAP.dll”文件的文件夹，选择“UG5toVAP.dll”并确定，这时产生减速器的装配信息文本文件“UG5toVAP.txt” ，将其重命名为“jiansuqi.mif”文件。这样，就得到在虚拟现实装配平台中所需的装配信息文件。 （3）启动VAPlatform主控界面如图2.1所示，选择“工具”“碰撞模型 生成” ，弹出“碰

5、撞模型生成对话框” ，点击右侧“添加文件夹” ，弹出“添加文 件夹向导” ，选择模型文件存放的文件夹，并设置碰撞模型参数点击“确定” ， 如图2.2所示。所添加的产品模型信息显示在主界面的模型文件选框中，可以选 择单个模型，重新设置其剖分参数。设置碰撞模型保存路径为产品模型存放文 件夹，点击“转换”按钮，转换过程不能做任何操作。转换完成后弹出“剖分 完成”对话框，碰撞模型生成完成，点击退出按钮退出“碰撞模型生成工具” 。 注：显示模型和碰撞模型放在同一个文件夹中。这样，就得到在虚拟现实装配 平台中所需的碰撞模型。图 2.1 主控端界面图 2.2 设置碰撞模型生成参数 （4）点击主界面“文件”“

6、新建”或者“新建文件”按钮，弹出“新建文件向导”对话框第一步：零件导入信息界面，如图 2.3 所示，点击“浏览” ， 选择产品信息文件“jiansuqi.mif” ，产品装配信息显示在“装配信息列表”中， 点击“下一步”弹出“检查模型文件”对话框，选择“模型保存目录” ，点击 “搜索” ， “搜索信息栏”中显示找到的产品模型和碰撞模型文件。点击“保存” ， 弹出“文件保存”对话框保存成“jiansuqi.ave”文件。至此仿真程序使用的文 件准备完成。图 2.3 初始仿真文件生成向导 至此，文件准备完毕!2.3 用户端启动用户端启动当减速器的数据信息准备完毕后，根据需要，设置参数，运行用户端程

7、序， 启动主控界面如图 2.4 所示，选择生成的. VAPlatformjiansuqi.ave 文件，当前 读取的仿真文件显示在界面的最上端。点击“运行”后，可获得如图 2.5 所示 的“RTI.rid”运行程序，操作者可从运行程序中检查相关文件信息。当“RTI.rid”运行完毕，即可进入图 2.6 所示的“产品协同装配操作仿真应用平台 VAPlatform” ，各零件的排列方式因运行前的参数设计的不同而不同。2.4 用户虚拟装配用户虚拟装配（1）添加操作者 在进入用户装配平台后，首先要进行操作者的添加，根 据需要，可以只添加一个操作者进行独自操作，也可以添加多个操作者进行多 人协同装配。在

8、“装配操作”菜单下选择“添加操作者” ，可得到“操作者管理-添加”对话框，设置如图 2.7 所示，点击“确定”完成添加操作者操作。图 2.4 启动主控界面图 2.5 启动 RTI 服务 （2）添加虚拟手 在“装配操作”选项下拉菜单中选择“虚拟手” ，点击 “快速添加虚拟手”选项后，会虚拟场景中出现虚拟手，操作者可根据具体情 况，放大或缩小虚拟手，以达到符合实际的大小。添加过程和结果如图 2.8 所 示。图 2.6 默认排列的零件图图 2.7 添加操作者图 8 虚拟手的添加（3）装配操作 在虚拟环境中，虚拟手和虚拟鼠标就会随着鼠标指针移动。 当虚拟手与操作对象发生碰撞时，操作对象的颜色变成黄色（

9、如图2.9所示） ， 表明可以抓取。如果抓取成功，操作对象恢复原有的颜色，并且与虚拟手一起 移动，否则重复上面的动作继续抓取。图 2.9 操作对象的抓取 选取零件时，可以在虚拟场景中选取零件，也可以通过装配树进行选取， 直接将选取的零件转到虚拟场景中合理显示。装配树中显示装配体的所有零件 和子装配体，并可显示零件是否已经装配。在“装配环境”菜单下选择“显示 装配树”可的“装配树”对话框如图2.10所示。图 2.10 装配树 抓取成功后，抓取对象就与虚拟手固结在一起，操作者就可以控制抓取对 象在虚拟场景中移动，当虚拟手抓取一个对象靠近带装配对象时，将出现约束 提示（如图2.11所示） ，使用虚拟

10、手或者键盘操作可以进行约束确认。确认后， 两个零件将成为一个主体，当再次选择时，两个零件将作为一体同时被选择并 同时运动。选定零件后，按下“B”键可抓取物体，当约束显示后，按下“V” 键可确定约束关系。图 2.11 约束提示及确认 这里，根据减速器的装配约束关系，首先完成A1、A2、A3三个子装配体 的装配，装配结果如图2.12所示。注：按住“Alt”键，应用鼠标左键、中建和 右键，可对虚拟场景进行平面位置、旋转和范围大小的调整；抓取物体后，按 住“Ctrl”键，应用鼠标，可移动物体；按住“Shift”键，可对抓取物体进行旋 转操作。图 2.12 子装配体的装配 然后，完成上述三个子装配体和

11、chilunzhou2 在零件 2 上的装配，装配结果 如图 2.13 所示。进而，将零件 1 装上，最后将 dafenggai、xiaofenggai、datonggai、xiaotonggai 零件分别装上，最终完成减速器 的整体装配，结果如图 2.14 所示。当完成装配后，可通过装配树来验证装配的 完成，当所有子装配体和零件前面的方框中都打上钩时，表示装配完全完成； 也可通过“文件”菜单下的“查看报告”来验证，获得的“装配情况报告”如 图 2.15 所示，在“干涉情况报告”中，可查看装配过程中产生的碰撞。 至此，减速器的装配过程完成。2.13 装配过程图 2.14 装配结果图 2.15

12、装配情况报告3 装配路径及装配路径及录录像管理像管理3.1 路径记录和回放路径记录和回放在操作过程中，可以选择记录路径和停止记录，点击回放记录后，根据要 求选择按全程回放，或者按对象回放，并且根据需要可选择回放的速度和是否 循环播放。这样，可以记录装配的实时操作过程，便于对装配过程进行分析和 问题查找。在“路径管理”菜单下，有不同的选项，点击“启动记录”可启动 装配过程记录功能，需要停止时，点击“停止记录”即可，界面如图 3.1 所示。图 3.1 路径管理 当有装配记录时，可回放记录，点击“回放记录”可得到“路径回放”对 话框，设置参数，如图 3.2 所示，可得到不同的回放结果，以便于操作者观

13、看 操作过程。图 3.2 路径回放3.2 路径轨迹的显示路径轨迹的显示在路径管理下拉菜单中可选择显示轨迹，弹出对话框，选择要查看轨迹的 对象，可显示的类型有轨迹点、轨迹线、扫略体，点击显示轨迹的按钮显示轨 迹，点击删除轨迹按钮删除场景中显示的轨迹。在“路径管理”菜单下，选择 “显示轨迹”可得到“路径轨迹显示”对话框，如图 3.3 所示。图 3.3 路径轨迹显示 根据不同的显示类型，可获取不同的显示结果，在“显示类型”中分别选 择“轨迹点” 、 “轨迹线”和“扫略体” ，可获得如图 3.4 所示的结果。3.4（a） 轨迹点显示3.4（b） 轨迹线显示3.4（c） 扫略体显示3.3 录像管理录像管理在“文件”下拉菜单中有“开始录像”选项，选取视频压缩格式，确定开 始录像，将整个装配的操作过程记录下来，当程序退出时，在工作目录下自动 生成record.xxx录像文件。这里选用Microsoft Video 1，生成record.avi文件，可 以用来演示装配的整体操作。