先进制造技术 教学课件 ppt 作者 李宗义ppt 第3章 虚拟制造技术.ppt

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1、返回目录第3章虚拟制造技术3.1虚拟制造概述3.2虚拟制造系统3.3虚拟制造的应用返回目录第3章虚拟制造技术3.1虚拟制造概述3.1.1虚拟制造的定义虚拟制造作为一个全新的概念，各国学者有多种表述。佛罗里达大学GloriaJWiens：虚拟制造是这样一个概念，即与实际一样在计算机上执行制造过程，其中虚拟模型是在实际制造之前，用于对产品的功能和可制造性的潜在问题进行预测。美国空军Wright实验室：虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应用，以增强各层制造设计和生产决策与控制。返回目录第3章虚

2、拟制造技术3.1虚拟制造概述3.1.2虚拟制造的特点交互性、沉浸性和想像力是虚拟制造的三个重要特征，如图3-l所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.1虚拟制造概述3.1.2虚拟制造的特点图3-l虚拟制造的三个特征返回目录第3章虚拟制造技术3.1虚拟制造概述3.1.3虚拟制造的分类按照产品在生命周期中的各类活动，可将虚拟制造技术分类，如图3-2所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.1虚拟制造概述3.1.3虚拟制造的分类图3-2虚拟制造技术分类返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统3.2

3、.1虚拟制造系统的体系结构虚拟制造系统的体系结构，如图3-3所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统3.2.1虚拟制造系统的体系结构图3-3虚拟制造系统的体系返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统3.2.2虚拟制造的关键技术虚拟制造的使能技术主要有以下几项：1）多通道交互技术：包括虚拟现实设备的软硬件接口驱动技术、真实感渲染的三维图形加速技术、三维定位跟踪设备的定标技术、大面积纹理的可见性快速显示技术、人像分离与多传感信息的融合技术、信息与时间的同步技术等。2）虚拟环境建模技术：包括

4、图像图形混合建模技术、多细节层次建模技术、智能化视区裁剪技术、场景预处理技术、基于图像的绘制技术、虚拟声的生成与增强技术等。3）虚拟产品建模技术：是指建立产品的虚拟原型或虚拟样机的过程，包括产品建模技术零部件的物理建模方法、基于物理的工程行为特征建模方法、工程对象的单元化划分方法、工程分析的有限元计算方法、工程分析结果的多准则图示方法等。虚拟样机过程，如图3-4所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统图3-4虚拟样机过程返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统虚拟制造相关的关键技术如下

5、：1）虚拟设计与装配技术：包括虚拟产品形状设计、虚拟装配/拆卸设计与优化、虚拟样机、具有力觉的虚拟装配等。基于虚拟样机的试验仿真分析，可以在真实制造之前发现问题，并得以解决。例如：机车部件的有限元模型，如图3-5所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统a)c)b)图3-5机车部件的有限元模型a)车体b)机车抱轴箱系统c)机车转向架返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统2）虚拟产品实现技术：虚拟加工、远程机器人操作与监控、虚拟测量技术、基于表面质量分析的切削参数选择等。虚拟加工，如图3

6、-6所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统图3-6虚拟加工返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统虚拟测试，如图3-7所示。图3-7虚拟测试返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统3）虚拟检测与评价技术：虚拟表面接触刚度分析、刀位轨迹检查及碰撞干涉检验、工艺过程规划与仿真、基于应力的加工质量评价、装配信息建模等。例如：机车喷油器压叉的应力图，如图3-8所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统图3-8喷油器压叉的应力图返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟

7、制造系统4）虚拟实验技术：虚拟试验的物理建模、虚拟试验的运行平台、虚拟测试、虚拟样机的性能评价等。例如：机车车体底架的变形图，如图3-9所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统图3-9机车车体底架的变形图返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统5）虚拟生产技术：虚拟生产线/车间实时三维布局、生产线/车间生产过程虚拟仿真、基于VR的网络化分散制造仿真与评价等。虚拟生产调度控制仿真，如图3-10所示。返回目录第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统图3-10虚拟生产调度控制仿真返回目录

8、第3章虚拟制造技术3.2虚拟制造系统3.2.3虚拟制造系统的作用VM系统可以为制造企业提供如下支撑作用:1．为企业决策提供支持2．产品开发过程管理3．生产过程管理4．整体运作5．系统维护返回目录第3章虚拟制造技术3.3虚拟制造的应用虚拟现实技术有着许多的应用领域，尤其在制造业虚拟设计与制造的应用日益广泛。3.3.1虚拟环境虚拟环境，如图3-11所示。返回目录第3章虚拟制造