● 摘要
基于三维轻模型的装配过程仿真技术对于改进传统装配工艺编制手段和展现方式十分重要。通过装配过程仿真，结合工艺文本、语音提示等可视化手段用于指导生产，能大幅提升装配效率和质量。本文采用三角面片结合常用特征面几何信息的轻模型数据格式，通过数据转换算法获得轻模型数据。采用顶点着色器对顶点进行相关矩阵变换，采用像素着色器对轻模型的像素进行像素渲染，通过渲染引擎算法完成轻模型渲染。采用关键帧线性插值算法在单步装配动作起始关键帧和终止关键帧之间插补中间帧，生成单个工步装配动作；利用关键帧插值线性算法串联相邻工步，生成具有连贯工步的工序装配；结合文本输入、语音录入、视频等技术，最终形成以装配过程仿真为基础的装配工艺规程。采用漫游式观察方式和实体跟随式观察方式相结合的三维视角定义方法，结合摄像机关键帧插值算法展现装配过程。利用轻模型数据中的常用特征面几何信息，提出了一套完整的三维轻模型约束定位算法。以用户拾取装配工装、工具轻模型特征面和定位参考轻模型特征面为算法输入，输出满足几何约束的定位方式。在课题组前期开发的SmartViewer软件的基础上，设计并开发了基于三维轻模型的装配过程仿真系统SmartWriter软件。最后通过简单的实例验证了本文所提出方法的有效性。