3-61  虚拟装配与CAD之间的信息交换

汪代勇  吴昌胜

由于CAD系统与虚拟现实系统在建模以及实时应用等方面的差异，使得作为虚拟现实应用的虚拟装配系统不能直接使用CAD系统中的零件模型信息。因此有必要使用CAD系统提供的API开发一个接口程序来提取零件的模型信息供虚拟装配系统使用。虚拟装配系统需要从CAD系统提取的信息包括零件或部件的名称、零部件在装配中出现的次数、零部件在装配完成后的位置与姿态、零部件装配特征、几何参数信息以及零件或部件的图形信息。

使用UGOPEN API访问UG装配中的信息。如零件名称、实例数、配合信息等。在提取装配约束信息时，对B-REP信息的获取是通过访问零件的拓扑树以及拓扑所对应的几何边界信息来实现的。在零部件的离散过程中，是以SOLID或SHEET的基本几何面为单位进行的，这样可以保证场景图中的子节点与零部件的几何面一一对应。为了有效地使用所获得的数据。在虚拟装配系统针对显示层、几何层、特征层、零件层建立了虚拟装配的层次模型，并且对WTK的场景图进行了如图1所示的扩充。

其中显示层对应于WTK场景图中的接点，处于虚拟装配的最下层；而零件层处于最上层，直接与用户进行交互。根据装配中的层次树，可以在虚拟装配中建立比较规范的装配树（场景图），这样使用装配的约束信息使得我们可以一方面消除由于虚拟现实设备固有的特性而带来的误差，另一方面也能够极大地减小系统进行碰撞检测运算所占用的资源。而最重要的是这样进行虚拟装配所产生的扫描体是非常精确的。开发虚拟装配系统的另外一个重要任务就是记录和验证零件沿着装配路径移动到最终的装配位置时所产生的轨迹，并对轨迹进行编辑，以验证所得到的结果是否与制造物理样机所得到的结果一致。

在目前开发的机械零件的虚拟装配系统中，根据上面所描述的设计思想实现了与Unigraphics V16系统进行集成、直接从UGII的零件中提取零件装配信息。由于确定了直接从UGII的零件中提取产品零部件装配信息的内容，在通过UGII的API即UGOPEN确定了如何从UGII中提取装配信息并且通过规范装配树的建立、重建零件的装配树、利用约束来仿真产品的装配过程，可以延伸当前CAD系统在虚拟装配方面的不足，实现CAD与VA的集成。