基于轻量化模型的三维装配工艺文件生成技术
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基于轻量化模型 的三维装配 工艺文件生成技术
Ｔ ｈｒ ｅｅ－ ｄｉ ｍ ｅｎ ｓｉ ｏｎａｌ ａｓ ｓｅｍ ｂｌ ｙ ｐｒ ｏｃｅｓｓ ｉｌ ｆ ｅ ｇｅｎｅｒ ａｔ ｅ ｔ ｅｃｈｎｏｌ ｏｇｙ ｂ ａｓ ｅｄ ｏｎ ｌ ｉ ｇｈｔ ｗ ｅｉ ｇｈｔ ｍｏ ｄｅｌ
件 ，二维 工 艺 文 件 只能 包 含文 字 描 述 、二 维 装配 图 等静 态 的二 维 工 艺 信 息 ，文 字 描 述 信 息很 难 对
复 杂 的装 配 过 程 进 行 明 确 的描 述 ，二 维 装配 图通
常作 为 文 字 描 述 的 补充 ， 只能 对 零 部件 的局 部 装 配 结 构 关 系 进 行 示意 性 表 达 ，对 于 零 部件 的装 配 过 程 、装 配 路 径 则不 能 表 达 ，不 利 于操 作 人 员快 速 理 解 产 品 的 装配 过 程 ，时 常 需要 装 配 工 艺 设 计
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ （ 下） ． １ ４
０ 引言
为 了提 高 装 配 质 量 和 装配 效 率 ，降 低 装 配 成 本 及 产 品的 开 发 周期 ，人 们 对 计 算机 辅 助 装 配 工 艺 设 计 进 行 了 大量 的研 究 ，在 装配 信 息建 模 、装
田富君，张红旗 ，张祥祥，陈兴玉
Ｔ Ｉ ＡＮ Ｆ ｕ － ｊ ｕ ｎ ，Ｚ Ｈ ＡＮ Ｇ Ｈ ｏ ｎ ｇ ・ ｑ ｉ ，Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｘｉ ａ ｎ ｇ — ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ，ＣＨ Ｅ Ｎ Ｘｉ ｎ ｇ ． ｙ ｕ
（ 中国电子科技集团公司 第三十八研究所 ，合肥 ２ ３ ０ ０ ８ ８ ） 摘 要 ：为了实现三维 装配工艺设计 与仿真信息的现场 发布 ，提出 了一种三维轻量化装 配工艺文件生 成方法 。在分析装 配工艺信息模型 的基础 上 ，建立 了装配工艺信 息发布模型 。分 析了轻量化 模型数 据结构以及轻量 化模型的嵌入 过程 ，研究 了装配过程仿真和 轻量化三维装 配仿真动画 的原理 ，提出了装 配过 程仿真到轻量 化三维装 配仿 真动画的映射方 法。研究 了代码 驱动的装
人 员现场 指导 。
式 独立 于 任 何 计 算机 辅 助 设 计 （ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ， Ｃ ＡＤ）平 台 ，可 以将 其 他ＣＡＤ格 式 转 换
为 Ｕ３ Ｄ格 式 ，解 决 了 其 他 格 式 在 异 构 平 台 下 不
兼 容 的 问 题 。 此外 ，Ａｄ ｏ ｂ ｅ 公 司 的便 携 文 件 格 式
（ Ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ， Ｐ Ｄ Ｆ）是 一种 通用 文 件 格 式 ， 其 跨 平 台 、跨 语 言 、跨 软 件 的 特性 ， 可 以使 其 运 行 于 不 同 的操 作 系统 和 不 同 的程 序 语 言
随 着 三 维 装配 工 艺 设 计 与 仿 真 系 统 在 企 业 中
型 浏 览器 ，开 发 了一 个 三 维装 配 指 令 系 统 ，实 现
了对 三维 模 型 的现 场 交 互操 作 和 仿 真 ，wk.baidu.com 依 赖 于
特 定 的三 维 模 型 浏 览 器 。为 了实 现 产 品全 生 命 周
成 果 ，并逐 步 应用 到 企 业 实 际 生产 当 中 。然 而 ，
现场 发布 ， 国 内外 学 者对 装 配 工 艺 信 息发 布 技 术
进行 了研 究 ，取 得 了一 定的研 究 成果 。王成 恩 等ｕ
和 刘 检 华 等 分 别 开 发 了专 用 的装 配 工艺 信 息 浏 览 器 ，实现 了工 艺 信 息 查 看 和装 配 仿 真 视 频 的播 放 功 能 ，然 而 ，这 种 仿 真 视频 无 法 与 现 场 装配 操
配动画仿 真 ，实现 了装 配工步和仿真 动画信息的关 联。开发了 一个 三维装配工 艺文件 生成工 具 ，并以某典型装 配工艺为例 ，验证了方法的有 效性 。 关键词 ：三维装配工艺文件 ；轻量化模型 ；装配仿真 ；装配动画 中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ６ ６ ；Ｔ Ｐ３ ９ １ ． ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号
配 序 列 规划 、 装配 路 径 规 划 等 方面 取 得 了一 定 的
作 人 员进 行 交 互 。夏平 均 等 ∞ 在Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 上 面 开 发 了一 个 装 配 现 场 示 教 系统 ，Ｌ ｅ ｉ Ｃ ｈ ｅ ｎ 等Ｈ 和
吴 东琦 等 分 别 以３ ＤＶＩ Ａ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ｒ 控 件为 三 维模
目前 我 国大 部分 企 业 仍 然 采 用传 统 的 二 维 工艺 文
期 内三 维 模 型 的 重 用 和共 享 ，各 软 件 厂商 推 出 了
许 多轻量化格式 ，如达索的３ ＤＸＭＬ 格 式 、 西 门 子 的Ｊ Ｔ 格 式 、Ｐ Ｔ Ｃ公 司 的Ｐ ＶＳ 格 式 、Ａｄ ｏ ｂ ｅ 的 通 用３ Ｄ（ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ３ Ｄ， Ｕ３ Ｄ） 格 式 。其 中 ，Ｕ３ Ｄ格
的 逐 步 应用 ，三 维 装 配 工 艺 文件 已经 成 为 企 业 的
迫 切 需 求 。 为 了实 现 装 配 工艺 设 计 与 仿 真 信 息 的
版 本 中 ， 已成 为 电子 文 档 长 期保 存格 式 的 国 家 标
准 。Ａ ｄ ｏ ｂ ｅ Ａｃ ｒ ｏ ｂ ａ ｔ ７ ． ０ 之 后版 本支持Ｕ３ Ｄ文 件格 式 的轻 量 化 模 型 ，为 本 文 的 研 究提 供 了基 础 。本 文 通 过 对 Ｕ３ Ｄ标准 的研 究 ，提 出 了 一种 三 维 轻 量 化
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件 ，二维 工 艺 文 件 只能 包 含文 字 描 述 、二 维 装配 图 等静 态 的二 维 工 艺 信 息 ，文 字 描 述 信 息很 难 对
复 杂 的装 配 过 程 进 行 明 确 的描 述 ，二 维 装配 图通
常作 为 文 字 描 述 的 补充 ， 只能 对 零 部件 的局 部 装 配 结 构 关 系 进 行 示意 性 表 达 ，对 于 零 部件 的装 配 过 程 、装 配 路 径 则不 能 表 达 ，不 利 于操 作 人 员快 速 理 解 产 品 的 装配 过 程 ，时 常 需要 装 配 工 艺 设 计
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０ 引言
为 了提 高 装 配 质 量 和 装配 效 率 ，降 低 装 配 成 本 及 产 品的 开 发 周期 ，人 们 对 计 算机 辅 助 装 配 工 艺 设 计 进 行 了 大量 的研 究 ，在 装配 信 息建 模 、装
田富君，张红旗 ，张祥祥，陈兴玉
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（ 中国电子科技集团公司 第三十八研究所 ，合肥 ２ ３ ０ ０ ８ ８ ） 摘 要 ：为了实现三维 装配工艺设计 与仿真信息的现场 发布 ，提出 了一种三维轻量化装 配工艺文件生 成方法 。在分析装 配工艺信息模型 的基础 上 ，建立 了装配工艺信 息发布模型 。分 析了轻量化 模型数 据结构以及轻量 化模型的嵌入 过程 ，研究 了装配过程仿真和 轻量化三维装 配仿真动画 的原理 ，提出了装 配过 程仿真到轻量 化三维装 配仿 真动画的映射方 法。研究 了代码 驱动的装
人 员现场 指导 。
式 独立 于 任 何 计 算机 辅 助 设 计 （ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ， Ｃ ＡＤ）平 台 ，可 以将 其 他ＣＡＤ格 式 转 换
为 Ｕ３ Ｄ格 式 ，解 决 了 其 他 格 式 在 异 构 平 台 下 不
兼 容 的 问 题 。 此外 ，Ａｄ ｏ ｂ ｅ 公 司 的便 携 文 件 格 式
（ Ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ， Ｐ Ｄ Ｆ）是 一种 通用 文 件 格 式 ， 其 跨 平 台 、跨 语 言 、跨 软 件 的 特性 ， 可 以使 其 运 行 于 不 同 的操 作 系统 和 不 同 的程 序 语 言
随 着 三 维 装配 工 艺 设 计 与 仿 真 系 统 在 企 业 中
型 浏 览器 ，开 发 了一 个 三 维装 配 指 令 系 统 ，实 现
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进行 了研 究 ，取 得 了一 定的研 究 成果 。王成 恩 等ｕ
和 刘 检 华 等 分 别 开 发 了专 用 的装 配 工艺 信 息 浏 览 器 ，实现 了工 艺 信 息 查 看 和装 配 仿 真 视 频 的播 放 功 能 ，然 而 ，这 种 仿 真 视频 无 法 与 现 场 装配 操
配动画仿 真 ，实现 了装 配工步和仿真 动画信息的关 联。开发了 一个 三维装配工 艺文件 生成工 具 ，并以某典型装 配工艺为例 ，验证了方法的有 效性 。 关键词 ：三维装配工艺文件 ；轻量化模型 ；装配仿真 ；装配动画 中图分类号 ：Ｔ Ｈ １ ６ ６ ；Ｔ Ｐ３ ９ １ ． ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号
配 序 列 规划 、 装配 路 径 规 划 等 方面 取 得 了一 定 的
作 人 员进 行 交 互 。夏平 均 等 ∞ 在Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 上 面 开 发 了一 个 装 配 现 场 示 教 系统 ，Ｌ ｅ ｉ Ｃ ｈ ｅ ｎ 等Ｈ 和
吴 东琦 等 分 别 以３ ＤＶＩ Ａ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ｒ 控 件为 三 维模
目前 我 国大 部分 企 业 仍 然 采 用传 统 的 二 维 工艺 文
期 内三 维 模 型 的 重 用 和共 享 ，各 软 件 厂商 推 出 了
许 多轻量化格式 ，如达索的３ ＤＸＭＬ 格 式 、 西 门 子 的Ｊ Ｔ 格 式 、Ｐ Ｔ Ｃ公 司 的Ｐ ＶＳ 格 式 、Ａｄ ｏ ｂ ｅ 的 通 用３ Ｄ（ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ３ Ｄ， Ｕ３ Ｄ） 格 式 。其 中 ，Ｕ３ Ｄ格
的 逐 步 应用 ，三 维 装 配 工 艺 文件 已经 成 为 企 业 的
迫 切 需 求 。 为 了实 现 装 配 工艺 设 计 与 仿 真 信 息 的
版 本 中 ， 已成 为 电子 文 档 长 期保 存格 式 的 国 家 标
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