智能制造导论-p298.pdf - 第213页
4.3.3 虚拟制造技 术 6 ） 虚拟现实技术 虚拟现实技术（ Virtual R eality ，简称 VR ）是综合利用计算机图形系统、各 种显示和控制等接口设备，在计算机生成的可交互的三维环境 ( 称为虚拟 环境 ) 中提供沉浸感觉的技术。虚拟现实系统包括操作者、机器和人机接 口三个基本要素。利用虚拟现实技术可以对真实世界进行动态模拟，通过 用户的交互输入，及时按输出修改虚拟环境，使人产生身临其境的沉浸感 觉。虚拟现实技术是虚拟…
4.3.3 虚拟制造技术
5） 仿真技术
仿真，就是应用计算机将复杂的现实系统抽象并简化为系统模型，
然后在分析的基础上运行此模型，从而获知原系统一系列的统计
性能。仿真是以系统模型为对象的研究方法，不会干扰实际生产
系统。而且，利用计算机的快速运算能力，仿真可以用很短时间
模拟实际生产中需要很长时间的生产周期，因此可以缩短决策时
间，避免资金、人力和时间的浪费，并可重复仿真，优化实施方
案。
仿真的基本步骤为：研究系统(收集数据)、建立系统模型(确定仿
真算法)、建立仿真模型、运行仿真模型，最后输出结果并分析。
产品制造过程仿真，可归纳为制造系统仿真和加工过程仿真：
l 制造系统仿真，包括产品建模仿真、设计过程规划仿真、设计
思维过程和设计交互行为仿真等，以便对设计结果进行评价，
实现设计过程早期反馈，减少或避免产品设计错误。
l 加工过程仿真，包括切削过程仿真、装配过程仿真、检验过程
仿真以及焊接、压力加工、铸造仿真等。
4.3.3 虚拟制造技术
6） 虚拟现实技术
虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是综合利用计算机图形系统、各
种显示和控制等接口设备，在计算机生成的可交互的三维环境(称为虚拟
环境)中提供沉浸感觉的技术。虚拟现实系统包括操作者、机器和人机接
口三个基本要素。利用虚拟现实技术可以对真实世界进行动态模拟，通过
用户的交互输入，及时按输出修改虚拟环境，使人产生身临其境的沉浸感
觉。虚拟现实技术是虚拟制造的关键技术之一。
2.数字化虚拟制造在制造业中应用
数字化虚拟制造技术首先成功应用于飞机、汽车等工业领域，未来应用前
景主要集中在以下几个方面：
1） 虚拟产品制造
应用计算机仿真技术，对零件的加工方法、工序顺序、工装选用、工艺参
数选用，加工工艺性、装配工艺性、配合件之间的配合性、连接件之间的
连接性、运动构件的运动性等均可建模仿真。建立数字化虚拟样机是一种
崭新的设计模式和管理体系。
4.3.3 虚拟制造技术
虚拟样机是基于三维CAD（计算机辅助设计，Computer Aided Design）的
产物。三维CAD系统是造型工具，能支持“自顶向下”和“自底向上”等
设计方法，完成结构分析、装配仿真及运动仿真等复杂设计过程，使设计
更加符合实际设计过程。三维造型系统能方便地与CAE（计算机辅助工程，
Computer Aided Engineering）系统集成，进行仿真分析；能提供数控加工
所需的信息，如NC（Computer Number Control）代码，实现
CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。一个完整的虚拟样机应包含如下的内容：
l 零部件的三维CAD模型及各级装配体，三维模型应参数化、适合于变形
设计和部件模块化。
l 与三维CAD模型相关联的二维工程图。
l 三维装配体适合运动结构分析、有限元分析、优化设计分析。
l 形成基于三维CAD的PDM（产品数据管理，Product Data Managment）
结构体系。
l 从虚拟样机制作过程中，摸索出定制产品的开发模式及所遵循的规律。
l 三维整机的检测与试验。
以CAD/CAM软件为设计平台，建立全参数化三维实体模型。在此基础上，
对关键零件进行有限元分析以及对整机或部件的运动模拟。通过数字化虚
拟样机的建立与使用，帮助企业建立起一套基于三维CAD的产品开发体系，
实现设计模式的转变，加快产品推向市场的周期。