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

1、隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,人類社會進入了信息時代,作為信息技術(shù)核心的計算機技術(shù)歷經(jīng)50多年的發(fā)展,己經(jīng)廣泛的應用于國計民生的各個角落,極大地拓寬了人類的生活空間,提高了人們認識和改造世界的能力。面對大量的信息咨訊,如何擴展人類的感知通道,提高人類對跨越時空事物和復雜動態(tài)事件的感知能力,實現(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)實是解決這個挑戰(zhàn)的最有效的方法和途徑。目前,虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Realit

2、y,簡稱VR)已經(jīng)成為計算機領域中繼多媒體技術(shù)、Internet網(wǎng)絡技術(shù)之后關注及研究、開發(fā)與應用的熱點,也是目前發(fā)展最快的一項多學科綜合技術(shù)。許多發(fā)達國家很早就開始了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究并取得了豐碩的成果,我國也將它列入了重點研究范圍。
　　 中國的制造業(yè)面臨著巨大的機遇和嚴峻的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計開發(fā)流程一般為方案設計、圖紙設計、制造實物樣機和實物樣機試驗直至產(chǎn)品投產(chǎn)上市,該過程周期過長,成本費用過高,不能滿足企業(yè)對質(zhì)量、

3、效率以及成本的綜合要求。數(shù)字樣機技術(shù)作為機械產(chǎn)品設計開發(fā)的一項全新技術(shù),它的出現(xiàn)和發(fā)展給傳統(tǒng)的機床產(chǎn)品設計方法帶來了一次革命。應用這項技術(shù),工程師在建立產(chǎn)品的數(shù)字化數(shù)字模型之后可以對它進行各種計算機仿真分析,在產(chǎn)品設計階段發(fā)現(xiàn)其中的潛在問題和不足之處,并快速修正設計錯誤、改進設計方案。因此,在機械產(chǎn)品設計過程中應用數(shù)字化樣機技術(shù)可以減少對實物樣機的依賴,這樣不僅可以降低開發(fā)成本,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,而且可以提高設計質(zhì)量和產(chǎn)品性能,增強企業(yè)

4、的競爭力。
　　 本文以SGI(美國圖形工作站生產(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)實系統(tǒng)為基礎,運用大型三維軟件Pro/E建立了五軸車銑復合加工中心和全斷面掘進機(Tunnel Boring Machine)的三維數(shù)字化模型,并通過計算機圖形交換格式將所建立的幾何模型導入到虛擬現(xiàn)實軟件Division Mockup中,建立它的運動仿真模型,以虛擬

5、現(xiàn)實軟件Division Mockup為平臺,利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對數(shù)字樣機進行功能仿真,并在Division Mockup軟件環(huán)境下完成了五軸車銑復合加工中心和全斷面掘進機的虛擬裝配測試,實現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進和優(yōu)化設計。驗證了理論研究的正確性,從而為產(chǎn)品的設計與改進提供了理論依據(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)字化樣機技術(shù)有效地實現(xiàn)了五軸車銑復合加工中心和全斷面掘進機的建模與仿真,這種方法不只是適用