虛擬技術(shù)在機(jī)械設(shè)計的作用

1、虛擬技術(shù)在機(jī)械設(shè)計的作用 1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝載有觸、聽、視、動等多種傳感及反應(yīng)裝載，使用戶能感受到觸覺、聽覺、視覺以及嗅覺等多種信息，從而充分發(fā)揮設(shè)計者的多種感知性，加強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計的成功性。 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能夠?qū)崟r的與用戶進(jìn)行交互、參與以及顯示，將用戶的設(shè)計與制造活動提升為人機(jī)一體的主動活動，從而構(gòu)成融入性的智能開發(fā)系統(tǒng)。 2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造中主要應(yīng)用領(lǐng)域 2.1虛擬產(chǎn)品的概念設(shè)計 概念設(shè)計作為機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計過程中的一個重要階段，其產(chǎn)品最終成本約有60%70%受到概念設(shè)計的影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在概念設(shè)計方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1）在機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計過程

2、中，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不僅能夠便于為設(shè)計者提供手勢跟蹤以及語音識別的輸入方式，而且設(shè)計者也可隨時方便的在三維虛擬環(huán)境中，對產(chǎn)品和零件的各類形態(tài)的模型進(jìn)行修正與改變，同時還能通過三維空間對設(shè)計對象進(jìn)行觀察與操作，從而獲取更多關(guān)于產(chǎn)品及零件在形狀和式樣方面的信息，進(jìn)而實現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計上得到較為滿意的效果。（2）在概念設(shè)計中通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，還能夠使設(shè)計者的設(shè)計表達(dá)以及設(shè)計思路更加形象與清晰，讓人能得到充分、直觀的交互感受，從而保證產(chǎn)品開發(fā)的成功率，并極大降低了設(shè)計產(chǎn)品在投放市場時的風(fēng)險性。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，還可以使產(chǎn)品的設(shè)計更多的關(guān)注產(chǎn)品使用者的感受，例如在開發(fā)設(shè)計某健身器械時，可以通過虛擬的

3、健身器械環(huán)境讓消費者在購買前能夠?qū)υO(shè)備的功能進(jìn)行提前體驗，并根據(jù)市場的反饋和用戶的喜好，對產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行的選擇和重組。 2.2虛擬設(shè)計 虛擬設(shè)計即虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，也就是設(shè)計人員首先設(shè)計出一個虛擬的機(jī)械產(chǎn)品，然后再系統(tǒng)的對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行研究、檢查以及分析，以檢驗產(chǎn)品是否滿足相應(yīng)的設(shè)計要求，并對可能出現(xiàn)的問題及缺陷進(jìn)行及時修改，從而使產(chǎn)品的設(shè)計更為完善。應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計的虛擬設(shè)計系統(tǒng)，主要包括了兩個部分，一個部分是虛擬設(shè)計系統(tǒng)的主體，即虛擬環(huán)境生成器；另一個部分則是外圍的設(shè)備，主要包括數(shù)據(jù)傳輸裝置、信號控制裝置以及人機(jī)交互工具等等。當(dāng)前虛擬設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計方面的主要有兩種

4、設(shè)計方法，一種是采用VR-CAD系統(tǒng)，使虛擬現(xiàn)實技術(shù)能充入引入到CAD環(huán)境，這種機(jī)械設(shè)計環(huán)境中的對象不僅能有豐富的外形，而且還具備材料特性、表面硬度、重量等一系列物理及功能作用等方面的信息；另一種則是利用現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)直接產(chǎn)生模型，然后再將模型轉(zhuǎn)換成能夠得到虛擬現(xiàn)實軟件支持的各類格式，從而方便將模型輸入到虛擬現(xiàn)實軟件的環(huán)境中，并實現(xiàn)對虛擬產(chǎn)品設(shè)計的完成，并使用戶能充分得到各類增強(qiáng)效果設(shè)備的應(yīng)用。 2.3虛擬制造 虛擬制造是指通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并在現(xiàn)代化計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐下，利用計算機(jī)群組進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，從而實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品在工藝規(guī)劃、加工制造、質(zhì)量檢驗以及產(chǎn)品管理等一系列產(chǎn)品制造的過程，實

5、現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品制造過程在計算機(jī)系統(tǒng)上的映射，也進(jìn)一步加強(qiáng)了機(jī)械制造過程中各級的控制與決策能力。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造中，主要有三種方式，即分為以設(shè)計為中心的虛擬制造、以控制為中心的虛擬制造以及以生產(chǎn)為中心的虛擬制造。例如：通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在設(shè)計階段即對軸類不僅進(jìn)行虛擬裝配，并對可能出現(xiàn)的錯誤與缺陷進(jìn)行隨時修改，確保裝配流程的順暢；在對齒輪、軸類等兩家的加工過程中，采用虛擬制造技術(shù)，選擇出最極愛的機(jī)床加工參數(shù)以及刀具的路徑，并對產(chǎn)品設(shè)計的可加工性、完善性以及合理性進(jìn)行分析與評定，從而有效避免加工過程中可能出現(xiàn)的一系列加工缺陷等等。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，不僅提高了產(chǎn)品一次成功率，而且極大降低了原有的設(shè)計制造費用，優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計，避免的設(shè)計中存在的缺陷與問題，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。 3.總結(jié) 當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在從根本上改變著機(jī)械設(shè)計與制造領(lǐng)域中在設(shè)計、修改、加工、生產(chǎn)等方面的傳統(tǒng)模式，不僅的縮短了產(chǎn)品在設(shè)計與制造上的周期，而且極大降低了產(chǎn)品的開發(fā)成本，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的最大化。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為21世紀(jì)最具影響力的前沿科學(xué)技術(shù)之一，必然會在我國的機(jī)械設(shè)計與制造中