随着计算机技术在设计和制造领域的普遍应用,虚拟装配技术也受到研究者的广泛关注。虚拟装配技术改善了传统方法设计生产周期长的问题,对于单件、小批量、高成本产品的设计制造具有独特优势。现有的虚拟装配系统多存在功能繁杂、效率低、系统升级困难等问题,因此,从底层开发虚拟装配系统,运用约束识别与定位等辅助装配操作的关键技术,对于大型复杂机电产品的设计与制造具有重要意义。本文在分析了现有虚拟装配相关研究成果的基础上,设计了基于Open CASCADE的桌面式虚拟装配系统。本文主要研究了系统界面及主要框架,零件三维模型拓扑分解、约束识别、运动控制等关键技术。首先,分析了桌面式虚拟装配系统的需求,研究系统所要实现的功能和所需的关键技术。介绍了系统开发的软件配置,着重分析了开发平台Open CASCADE的建模运算、可视化、应用框架等类和函数的功能。其次,研究了部分关键技术的实现机理和算法。调用建模运算类中拓扑工具函数,对三维模型拓扑分解得到各级拓扑结构。通过信息提取类逐行读取STEP信息并保存在结构体数组中,用来判断碰撞干涉面对是否存在约束关系。定义约束优先级,对约束施加顺序加以智能判断。对虚拟环境中零部件的位姿描述以及运动求解进行研究,控制零件运动,完成装配。最后,开发出了基于Open CASCADE的桌面式虚拟装配系统的界面和主要框架。用VC++工具实现了主界面中各个窗口的划分,虚拟场景构建,模型导入、模型零件树生成等系统基本功能及零件模型拓扑分解、位姿调整、约束定位等功能。通过对虚拟装配系统的实际应用,初步实现了基于Open CASCADE的桌而式虚拟装配系统的部分虚拟装配功能,为虚拟装配系统的进一步开发打下了基础。