基于虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)裝配與仿真研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代,作為信息技術(shù)核心的計(jì)算機(jī)技術(shù)歷經(jīng)50多年的發(fā)展,己經(jīng)廣泛的應(yīng)用于國(guó)計(jì)民生的各個(gè)角落,極大地拓寬了人類的生活空間,提高了人們認(rèn)識(shí)和改造世界的能力。面對(duì)大量的信息咨訊,如何擴(kuò)展人類的感知通道,提高人類對(duì)跨越時(shí)空事物和復(fù)雜動(dòng)態(tài)事件的感知能力,實(shí)現(xiàn)人與信息空間的自然、和諧的交互,這些成為人類面臨的新挑戰(zhàn),而虛擬現(xiàn)實(shí)是解決這個(gè)挑戰(zhàn)的最有效的方法和途徑。目前,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Realit

2、y,簡(jiǎn)稱VR)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中繼多媒體技術(shù)、Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后關(guān)注及研究、開發(fā)與應(yīng)用的熱點(diǎn),也是目前發(fā)展最快的一項(xiàng)多學(xué)科綜合技術(shù)。許多發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開始了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究并取得了豐碩的成果,我國(guó)也將它列入了重點(diǎn)研究范圍。
　　 中國(guó)的制造業(yè)面臨著巨大的機(jī)遇和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)流程一般為方案設(shè)計(jì)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、制造實(shí)物樣機(jī)和實(shí)物樣機(jī)試驗(yàn)直至產(chǎn)品投產(chǎn)上市,該過(guò)程周期過(guò)長(zhǎng),成本費(fèi)用過(guò)高,不能滿足企業(yè)對(duì)質(zhì)量、

3、效率以及成本的綜合要求。數(shù)字樣機(jī)技術(shù)作為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的一項(xiàng)全新技術(shù),它的出現(xiàn)和發(fā)展給傳統(tǒng)的機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法帶來(lái)了一次革命。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù),工程師在建立產(chǎn)品的數(shù)字化數(shù)字模型之后可以對(duì)它進(jìn)行各種計(jì)算機(jī)仿真分析,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)其中的潛在問(wèn)題和不足之處,并快速修正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。因此,在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)可以減少對(duì)實(shí)物樣機(jī)的依賴,這樣不僅可以降低開發(fā)成本,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,而且可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和產(chǎn)品性能,增強(qiáng)企業(yè)

4、的競(jìng)爭(zhēng)力。
　　 本文以SGI(美國(guó)圖形工作站生產(chǎn)廠商)公司提供的SGI Onyx4系統(tǒng),Barco雙通道立體投影系統(tǒng)以及CrystalEyes立體眼鏡等組成的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為基礎(chǔ),運(yùn)用大型三維軟件Pro/E建立了五軸車銑復(fù)合加工中心和全斷面掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine)的三維數(shù)字化模型,并通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形交換格式將所建立的幾何模型導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Division Mockup中,建立它的運(yùn)動(dòng)仿真模型,以虛擬

5、現(xiàn)實(shí)軟件Division Mockup為平臺(tái),利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行功能仿真,并在Division Mockup軟件環(huán)境下完成了五軸車銑復(fù)合加工中心和全斷面掘進(jìn)機(jī)的虛擬裝配測(cè)試,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。驗(yàn)證了理論研究的正確性,從而為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供了理論依據(jù),大大節(jié)省了生產(chǎn)成本,縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。
　　 本文所采用數(shù)字化樣機(jī)技術(shù)有效地實(shí)現(xiàn)了五軸車銑復(fù)合加工中心和全斷面掘進(jìn)機(jī)的建模與仿真,這種方法不只是適用