基于本体的虚拟零件智能识别方法研究与应用

发布时间：2020-07-01 20:10

【摘要】： 由于装配技术的滞后发展,产品装配已成为实现企业制造自动化的瓶颈,虚拟现实技术的发展给产品装配提供一个新的工作方式。本文针对虚拟装配技术应用的不足,从提高虚拟装配系统智能化水平的角度出发,对多层次的虚拟装配模型进行语义信息的分析,实现了本体装配模型的形式化表示、本体逻辑推理、虚拟环境下零件智能识别等,从而突破了产品装配的一些关键技术。本文的主要研究内容如下: (1)分析了虚拟现实技术和本体方法论在机械装配领域的研究状况,并指出虚拟装配技术的不足和有待提高的方面,在此基础上提出了基于本体的虚拟零件智能识别的方法。 (2)在对传统CAD系统装配设计方法的分析的基础上,建立了一种基于虚拟装配环境的多层次装配模型,分析了装配语义信息的提取过程,其中包括空间位置关系、配合特征、装配特征、装配工程关系的提取等。 (3)对本体的概念、构造准则方法以及本体语义语法进行了分析,建立了本体装配模型,给出了机械装配的本体词汇及概念层次关系,并采用OWL(Web Ontology Language)对其进行了描述。 (4)在分析本体常用推理方法不足的基础上,提出了OWL DL与SWRL(Semantic Web Rule Language)相结合的推理方法,进而给出推理方案的总体实现,其中,OWL DL的推理使本体有更好的层次结构的同时确保了由本体产生的定义和概念相互间没有冲突;而基于SWRL的推理实现了本体知识同推理规则相结合产生的推理。 (5)在实验室自主研发的3DVR-CAPP虚拟装配系统中,对本文提出的智能识别方法进行了实现,增加了虚拟零件智能识别模块,从而验证了文中所提出的方法的实用性和可行性。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH164
【图文】：

虚拟产品,装配模型

使用户的行为能够实时作用于场景，人机交互方便，实时性强。因此，本文在前人研究的基础上，通过改进，提出了基于VRML格式的多细节层的装配模型建模方法。如图2一3所示，根据产品信息的抽象程度不同，本文将产品模型分为:装配体层、零件层、特征层、显示层。__产卿、、刊刊魄仲珍珍珍珍珍珍珍珍子子子子子子子子翔配椒椒，，..;卜、、、、、。了八、 !!!从从净，/少少，、一二叠二/厂’件层层 {{{{{{{，，一走一、、/-i_或 :)))(((!食l一 {{{---一飞特雌雌---——:装配体之间的装配语义关系:装配特征网的约束关系~一--卜:层次间盆侣映射~~~闷卜:装配休层与零件层、零件层与特征层特征层与显示层的约束映射图2一3虚拟产品装配模型(l)装配体层:以产品为根节点，以元零件或子装配体为基本节点。该层节点信息包括子装配体的标识代号、子装配体的

装配语义,提取过程

和cyl一(或者sPllwell)相交的结果。若rot--za与rot--zb相交，如果za和zb同轴，则新的DOF为 rotza或者rotzb。由于简化规则不是本文重点，本文不对简化规则做进一步的说明与介绍，图2一5给出常见的空间位置关系与自由度的关系。

【引证文献】