先进制造技术教学课件作者李宗义第3章虚拟制造技术课件.ppt

返回目录 第3章 虚拟制造技术 3.3 虚拟制造的应用 图3-16 装载机虚拟原型 返回目录 第3章 虚拟制造技术 3.3 虚拟制造的应用 3.3.6 飞机设计 美国波音飞机公司的波音777飞机的开发就是完全利用虚拟原型进行评价分析的，结果不仅缩短了数千小时的开发时间，还省掉了制作大型物理模型的麻烦，保证了最终制造出的飞机机翼和机身的一次接合成功。在飞机设计过程中考虑飞机的可维修性是非常重要的。借助与真人一样大小的人体模型，液压工程师在dVise软件所生成的虚拟维修区中就可以体验到维修空间的大小，并判断是否合适。波音777飞机数字化装配，如图3-17所示。 返回目录 第3章 虚拟制造技术 3.3 虚拟制造的应用 图3-17 波音777飞机数字化装配 * * 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Gloria J Wiens：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 3.2.1 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： 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