虛擬制造技術(shù).doc_第1頁
虛擬制造技術(shù).doc_第2頁
虛擬制造技術(shù).doc_第3頁
虛擬制造技術(shù).doc_第4頁
全文預覽已結(jié)束

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

虛擬制造技術(shù) 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 虛擬制造技術(shù)的內(nèi)涵 虛擬制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) 虛擬制造技術(shù)的分類 虛擬制造技術(shù)中的使能技術(shù) 虛擬制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù) 虛擬制造技術(shù)的應用 一.虛擬制造技術(shù)的定義:是一門以計算機仿真技術(shù)、制造系統(tǒng)與加工過程建模理論、VR技術(shù)、分布式計算理論、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)等為理論基礎,研究如何在計算機網(wǎng)絡環(huán)境及虛擬現(xiàn)實環(huán)境下,利用制造系統(tǒng)各層次及各環(huán)節(jié)的數(shù)字模型,完成制造系統(tǒng)整個過程的計算與仿真的技術(shù).虛擬制造技術(shù)(virtual manufacturing technology,VMT)是以虛擬現(xiàn)實和仿真技術(shù)為基礎,對產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模,在計算機上實現(xiàn)產(chǎn)品從設計、加工和裝配、檢驗、使用整個生命周期的模擬和仿真。這樣,可以在產(chǎn)品的設計階段就模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過程,以此來優(yōu)化產(chǎn)品的設計質(zhì)量和制造過程,優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃,以達到產(chǎn)品開發(fā)周期和成本的最小化,產(chǎn)品設計質(zhì)量的最優(yōu)化和生產(chǎn)效率最高化,從而形成企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。如波音777,其整機設計、部件測試、整機裝配以及各種環(huán)境下的試飛均是在計算機上完成的,其開發(fā)周期從過去的8年縮短到5年;Chrycler公司與IBM合作開發(fā)在虛擬制造環(huán)境用于其新型車的研制,在樣車生產(chǎn)之前,即發(fā)現(xiàn)其定位系統(tǒng)及其他許多設計有缺陷,從而縮短了研制周期。盡管虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)只有短短的幾年時間,虛擬制造的應用將會對未來制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。二.以模型為核心:產(chǎn)品模型、過程模型、活動模型、資源模型產(chǎn)品模型:產(chǎn)品信息在計算機上的表示過程模型:設計過程、工藝規(guī)劃過程、加工制造過程, 裝配過程、性能分析過程活動模型:對企業(yè)生產(chǎn)組織和經(jīng)營活動建立的模型資源模型:對企業(yè)人力、物力建立的模型以模型信息集成為根本:產(chǎn)品模型、過程模型、活動模型、資源模型之間的信息集成以高逼真度仿真為特色:仿真結(jié)果的高可信度,以及人與這個虛擬制造環(huán)境的交互的自三.利用VM技術(shù)不僅可以減少新產(chǎn)品的投資,而且可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,從而對難以預測、持續(xù)變化的市場需求作出快速響應,虛擬制造系統(tǒng)不消耗資源和能量,也不生產(chǎn)產(chǎn)品,而且是模擬產(chǎn)品的設計、開發(fā)與實現(xiàn)過程,它具有以下特征:v 功能一致性v 結(jié)構(gòu)相似性v 組織的靈活性v 集成化v 智能化虛擬制造與實際制造v 實際制造系統(tǒng)(RMS)是物質(zhì)流、信息流在控制流的協(xié)調(diào)和控制下,在各個層次上進行相應的決策,實現(xiàn)從投入到產(chǎn)出的有效轉(zhuǎn)變,其中物質(zhì)流和信息流的協(xié)調(diào)工作是主體。v 虛擬制造系統(tǒng)(VMS)是在分布式協(xié)同工作等多學科技術(shù)支持的虛擬環(huán)境下的現(xiàn)實制造系統(tǒng)的映射。v 虛擬制造系統(tǒng)是實際制造系統(tǒng)的抽象,實際制造系統(tǒng)是虛擬制造系統(tǒng)的實例。v 可簡單標識為:v RMS=RPS+RIS+RCS VMS=VPS+VIS+VCS四.根據(jù)所涉及的范圍不同,可將虛擬制造分成三類:v 以設計為核心的虛擬制造(design-centered VM)v 以生產(chǎn)為核心的虛擬制造(production-centered VM)v 以控制為核心的虛擬制造(control-centered VM)以設計為中心特點 在設計階段為設計人員提供制造信息 使用基于制造的仿真以優(yōu)化產(chǎn)品和工藝的設計 通過“在計算機上制造”產(chǎn)生多個“軟”樣機 主要目標:評價可制造性主要技術(shù)支持 特征造型 面向數(shù)學模型設計 加工過程仿真技術(shù) 應用領(lǐng)域造型設計 熱力學分析 運動學分析 動力學分析容差分析 加工過程仿真 以生產(chǎn)為中心特點 將仿真能力用于制造過程模型,以便低費用、快速地評價不同的工藝方案 用于資源需求規(guī)劃、生產(chǎn)計劃的產(chǎn)生及評價的環(huán)境 主要目標:評價可生產(chǎn)性 主要技術(shù)支持 虛擬現(xiàn)實 嵌入式仿真 應用領(lǐng)域 工廠或產(chǎn)品的物理布局傳統(tǒng)制造:主要考慮空間虛擬制造:總體協(xié)調(diào)、優(yōu)化動態(tài)過程, 人、環(huán)境、效率 生產(chǎn)計劃的編排傳統(tǒng)制造:靜態(tài)、確定型虛擬制造:動態(tài)、隨機型 以控制為中心特點 將仿真加到控制模型和實際處理中 可“無縫”地仿真使得實際生產(chǎn)周期期間不間斷地優(yōu)化 主要技術(shù)支持 對離散制造-基于仿真的實時動態(tài)調(diào)度 對連續(xù)制造-基于仿真的最優(yōu)控制 五.虛擬制造的使能技術(shù) 多通道交互 虛擬環(huán)境建模 產(chǎn)品建模 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理 網(wǎng)絡環(huán)境下知識獲取與建庫 基于VR的計算可視化 六.虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)1.虛擬設計與裝配技術(shù)虛擬產(chǎn)品形狀設計 虛擬裝配/拆卸設計與優(yōu)化虛擬樣機 具有力覺的虛擬裝配 2.虛擬產(chǎn)品實現(xiàn)技術(shù)虛擬加工 遠程機器人操作與監(jiān)控 虛擬測量技術(shù) 基于表面質(zhì)量分析的切削參數(shù)選擇3.虛擬檢測與評價技術(shù) 虛擬表面接觸剛度分析 刀位軌跡檢查及碰撞干涉檢驗工藝過程規(guī)劃與仿真基于應力的加工質(zhì)量評價 裝配信息建模 4.虛擬實驗技術(shù) 虛擬試驗的物理建模 虛擬試驗的運行平臺 虛擬測試 虛擬樣機的性能評價 5.虛擬生產(chǎn)技術(shù) 虛擬生產(chǎn)線/車間實時三維布局 生產(chǎn)線/車間生產(chǎn)過程虛擬基于制造VR的網(wǎng)絡化分散仿真與評價七.虛擬制造技術(shù)在生產(chǎn)制造上的應用1.基于VR技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)VR的沉浸性和交互性特性使得它成為用來設計新產(chǎn)品和開發(fā)相應生產(chǎn)線的得力工具。首先考慮一下設計并構(gòu)造一個新產(chǎn)品原型所需要的時間。在設計過程中,設計師要考慮到產(chǎn)品的各個方面,以滿足一定的安全性、人機工程學、易維護性和裝配標準。因此,設計過程中嚴格地受到生產(chǎn)、時間和費用的限制。VR能完成比CAD更多的功能,CAD通常只考慮產(chǎn)品各個子部件的幾何特征和相互間的幾何約束。而在VR中,可以將以上提到的多種所需滿足的條件集成到設計過程中一并考慮,我們還能適當減少子部件數(shù)目,甚至可以按比例放縮部件尺寸,這大大降低了設計費用和原型構(gòu)造時間,更進一步的達到產(chǎn)品用戶化的目標。2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在制造車間設計中的作用目前眾多的制造系統(tǒng)可按遞階控制層次分為四層:工廠層、車間層、制造單元層、設備層,其中車間層的設計與車間中設備的利用率、產(chǎn)品的生產(chǎn)效率等密切相關(guān),如果設計不當,就會造成設備利用率低、車間產(chǎn)量不能滿足用戶需求、操作人員的空閑時間多。所以,如何合理地設計制造車間,保證它的高效運行是一個非常重要的問題。采用VR技術(shù)能提高設計的可行性、有效性。車間設計的主要任務是把生產(chǎn)設備、刀具、夾具、工件、生產(chǎn)計劃、調(diào)度單等生產(chǎn)要素有機地組織起來。3.VR技術(shù)在生產(chǎn)計劃安排上的應用生產(chǎn)計劃安排的可視化對于制造決策是極其有用的,但目前它還未能完全實現(xiàn)。使用VR技術(shù),可將成百上千件產(chǎn)品、成千上萬個零部件和許多其他生產(chǎn)要素可視化,輔助計劃者更好地評價、選擇生產(chǎn)計劃。計算機產(chǎn)生的圖像可將計劃者的大腦負擔轉(zhuǎn)移到他們的感官系統(tǒng),這就加快了工作進程。生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)變成立體的或多維的圖形,可表達復雜的內(nèi)部關(guān)系。但問題并不是那么簡單,不能只簡單地用某種圖形來表示每種數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,否則只會生成一幅雜亂無章的圖像。在繪制之前,要先進行視覺抽象,在二維平面上用一種形體代表一種數(shù)據(jù),這種形體要滿足:(1)支持視覺感知;(2)構(gòu)造有效的視覺表示以便于各種層次的解釋;(3)保證結(jié)果圖像要便于商業(yè)經(jīng)理理解和使用。八、采用虛擬制造技術(shù)可以給企業(yè)帶來下列效益1.提供關(guān)鍵的設計和管理決策對生產(chǎn)成本、周期和能力的影響信息,以便正確處理產(chǎn)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論