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培训介绍冲压线装配仿真中虚拟技术的研究（二）
冲压线模型类库是构成虚拟环境的主要内容，是冲压线实物数字化的过程。为了让虚拟环境系统更贴近真实，必须对数字模型作光线、色彩、纹理声音等方面的处理，使得虚拟装配仿真达到视觉上的逼真。
对汽车车身冲压线这类复杂多造型实体的渲染过程，可以通过为造型构造LOD的方法来减少实时绘制的开销，从而加快浏览速度。LOD是细节层次模型（Level of Detail）的英文简称，其主要思想是对于同一实体，根据其在虚拟场景的距离、视觉特性等规则，构造一组可显示不同多面体数量的三维模型。在模型驱动时根据所制定的规则，选择相应的显示层次，从而达到实时简化模型，而又不影响视觉效果的目的。
2、装配仿真的驱动
冲压线运动要素主要包括压机内/外滑块的运动；上/下气垫的运动；模具夹紧器的运动；移动工作台的运动；拆垛机、清洗机、对中台的运动等。采用CATIA的Digital Mockup（数字化模型）功能中的Kinematics Simulator（运动仿真）模块，对冲压线各运动要素进行运动约束处理，包括添加球面高副、柱面高副、球面低副、球销副、圆柱套筒副、转动副、移动副等运动约束。
需要特别说明的一点是，由于整条冲压线上的运动机构繁多，必须将整条冲压线运动系统分解成许多子系统，每个子系统都必须有一个零件固定于地表面，其他的零件与此零件构成各种运动约束，使得该子系统成为空间运动构件，其自由度应当大于零且与原动件数相等，则可通过CATIA的Mechanism Analysis（机械模块）检查。当所有子系统都通过检查，最后组合进行冲压线装配仿真。
要让虚拟冲压线运动起来，还需要给可运动机构赋予与实际工况相一致的运动规律。这可通过Kinematics模块为冲压线运动机构添加command操作来驱动，内容包括各运动自由度运动的时间，运动的位置变化大小等。对于更为复杂的运动规律，可通过添加Laws和Speed-Accelerations选项做进一步的详细描述，使其运动规律与实际工况更加贴近。
CATIA Real Time Rendering环境中的Play a Simulation功能界面可以将各零件在程序的驱动下的整个装配过程以可视化形式显示出来。
3、虚拟装配结果的验证
虚拟装配过程是在计算机上实现的，虚拟现实作为从现实过程到计算机上的一种映射，它直观地模拟了现实过程。通过虚拟现实达到对现实过程的前瞻性预测。
建立虚拟冲压线的主要目的就是要在实际冲压线装配之前，对装配方案进行可行性分析。因此，虚拟装配结果的验证，即冲压线各组成单元之间的运动干涉检查，是虚拟冲压线仿真运行的主体内容。
虚拟冲压线各组成零部件模型按设定的运动规律的驱动下仿真运行，运行过程中如果冲压线各运动单元之间发生干涉，软件会发出警告并以醒目色把干涉情况表示出来。
如果仿真运行中各组成零部件之间没有发生运动干涉，则虚拟冲压线装配结果得到验证，输出冲压线整体装配方案，等待下一次冲压线装配任务的到达。
结束语
本文应用虚拟装配技术，在建立汽车车身冲压线各组成模型类库的基础上，通过对虚拟冲压线装配后的运行过程进行仿真验证，替代了原有的实物模型预装配。冲压线组装人员通过虚拟装配的手段实现冲压线装配路线的合理规划，可有效改善冲压线的装配工艺，对于缩短冲压线组装周期、提高冲压线组装质量、降低冲压线组装成本有重要的理论与现实意义。
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