虛擬裝配在新產品開發、產品的維護以及操作培訓方面具有獨特的作用。
基本介紹
- 中文名：虛擬裝配
- 類型：產品
- 詞性：名詞
- 分類：配置
- 基於：虛擬現實
虛擬裝配,虛擬裝配的分類,以產品設計為中心的虛擬裝配,以工藝規劃為中心的虛擬裝配,以虛擬原型為中心的虛擬裝配,虛擬裝配的構成,
虛擬裝配
基於的產品虛擬拆裝技術在互動式虛擬裝配環境中，用戶使用各類互動設備（數據手套/位置跟蹤器、滑鼠/鍵盤、力反饋操作設備等）象在真實環境中一樣對產品的零部件進行各類裝配操作，在操作過程中系統提供實時的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得用戶能夠對產品的可裝配性進行分析、對產品零部件裝配序列進行驗證和規劃、對裝配操作人員進行培訓等。在裝配（或拆卸）結束以後，系統能夠記錄裝配過程的所有信息，並生成評審報告、視頻錄像等供隨後的分析使用。
虛擬裝配是虛擬製造的重要組成部分，利用虛擬裝配，可以驗證裝配設計和操作的正確與否，以便及早的發現裝配中的問題，對模型進行修改，並通過可視化顯示裝配過程。虛擬裝配系統允許設計人員考慮可行的裝配序列，自動生成裝配規劃，它包括數值計算、裝配工藝規劃、工作面布局、裝配操作所模擬等。現在產品的製造正在向著自動化、數位化的方向發展，虛擬裝配是產品數位化定義中的一個重要環節。
虛擬裝配技術的發展是虛擬製造技術的一個關鍵部分，但相對於虛擬製造的其它部分而言，它又是最薄弱的環節。虛擬裝配技術發展滯後，使得虛擬製造技術的套用性大大減弱，因此對虛擬裝配技術的發展也就成為目前虛擬製造技術領域內研究的主要對象，這一問題的解決將使虛擬製造技術形成一個完善的理論體系，使生產真正在高效、高質量、短時間、低成本的環境下完成，同時又具備了良好的服務。虛擬裝配從模型重新定位、分析方面來講，它是一種零件模型按約束關係進行重新定位的過程，是有效的分析產品設計合理性的一種手段;從產品裝配過程來講，它是根據產品設計的形狀特性、精度特性，真實的模擬產品三維裝配過程，並允許用戶以互動方式控制產品的三維真實模擬裝配過程，以檢驗產品的可裝配性。
作為虛擬製造的關鍵技術之一，虛擬裝配技術近年來受到了學術界和工業界的廣泛關注，並對敏捷製造、虛擬製造等先進制造模式的實施具有深遠影響。通過建立產品數位化裝配模型，虛擬裝配技術在計算機上創建近乎實際的虛擬環境，可以用虛擬產品代替傳統設計中的物理樣機，能夠方便的對產品的裝配過程進行模擬與分析，預估產品的裝配性能，及早發現潛在的裝配沖與缺陷，並將這些裝配信息反饋給設計人員。運用該技術不但有利於並行工程的開展，而且還可以大大縮短產品開發周期，降低生產成本，提高產品在市場中的競爭力。
虛擬裝配的分類
按照實現功能和目的的不同，目前針對虛擬裝配的研究可以分為如下三類：以產品設計為中心的虛擬裝配、以工藝規劃為中心的虛擬裝配和以虛擬原型為中心的虛擬裝配．
以產品設計為中心的虛擬裝配
虛擬裝配是在產品設計過程中，為了更好地幫助進行與裝配有關的設計決策，在虛擬環境下對計算機數據模型進行裝配關係分析的一項計算機輔助設計技術．它結合面向裝配設計(DesignForAssembly，DFA)理論和方法，基本任務就是從設計原理方案出發在各種因素制約下尋求裝配結構的最優解，由此擬定裝配草圖．它以產品可裝配性的全面改善為目的，通過模擬試裝和定量分析，找出零部件結構設計中不適合裝配或裝配性能不好的結構特徵，進行設計修改．最終保證所設計的產品從技術角度來講裝配是合理可行的，從經濟角度來講應儘可能降低產品總成本，同時還必須兼顧人因工程和環保等社會因素．
以工藝規劃為中心的虛擬裝配
針對產品的裝配工藝設計問題，基於產品信息模型和裝配資源模型，採用計算機仿真和虛擬現實技術進行產品的裝配工藝設計，從而獲得可行且較優的裝配工藝方案，指導實際裝配生產．根據涉及範圍和層次的不同，又分為系統級裝配規劃和作業級裝配規劃．前者是裝配生產的總體規劃，主要包括市場需求、投資狀況、生產規模、生產周期、資源分配、裝配車間布置、裝配生產線平衡等內容，是裝配生產的綱領性檔案．後者主要指裝配作業與過程規劃，主要包括裝配順序的規劃、裝配路徑的規劃、工藝路線的制定、操作空間的干涉驗證、工藝卡片和文檔的生成等內容．
工藝規劃為中心的虛擬裝配，以操作仿真的高逼真度為特色，主要體現在虛擬裝配實施對象、操作過程以及所用的工裝工具，均與生產實際情況高度吻合，因而可以生動直觀地反映產品裝配的真實過程，使仿真結果具有高可信度．
以虛擬原型為中心的虛擬裝配
虛擬原型是利用計算機仿真系統在一定程度上實現產品的外形、功能和性能模擬，以產生與物理樣機具有可比性的效果來檢驗和評價產品特性．傳統的虛擬裝配系統都是以理想的剛性零件為基礎，虛擬裝配和虛擬原型技術的結合，可以有效分析零件製造和裝配過程中的受力變形對產品裝配性能的影響，為產品形狀精度分析、公差最佳化設計提供可視化手段．以虛擬原型為中心的虛擬裝配主要研究內容包括考慮切削力、變形和殘餘應力的零件製造過程建模、有限元分析與仿真、配合公差與零件變形、以及計算結果可視化等方面．
虛擬裝配的構成
虛擬裝配由兩個部分組成，即由虛擬現實軟體內容（即vr）內容和虛擬現實（vr)外設設備 ,這兩個個協同工作，缺一不可，這樣才能製造出互動性與沉浸性於一體的虛擬裝配環境。
虛擬現實軟體內容：
一般由各種VR軟體組成，先在三維軟體中根據虛擬現實的內容製作相應的三維模型，然後再把這些三維模型導入到VR軟體中，接下來就需要硬體設備來支撐這些軟體程式。
虛擬現實（vr)外設設備： 
