一、引言

　　隨著經濟全球化及市場競爭的日益激烈腔稀，模具產品設計正面臨嚴峻考驗盆昙。模具企業(yè)必須利用最新的技術，在最短的時間內開發(fā)出高質量焊虏、低成本淡喜、高附加值的產品，以最快的速度響應和投放市場诵闭。這就需要改變傳統(tǒng)模具產品設計方式炼团，采用現(xiàn)代產品設計技術，模具現(xiàn)代產品設計技術是基于知識的設計疏尿，它要綜合利用現(xiàn)代管理存妇、控制、系統(tǒng)工程禁微、仿真唉奇、信息建模、人工智能埠邻、數據庫以及網絡通訊等技術男磅，將模具產品設計過程中的信息流有機集成峡冻，并模擬出模具產品未來的性能苞惰，以及模具制造全過程對模具產品設計的影響，從而做出正確的決策與設計方案最奸。

　　模具產品制造是典型的單件小批量咕诊、離散型生產。傳統(tǒng)模具產品開發(fā)從設計拜殊、試制到產品上市周期太長焚卖，設計過程中難以與用戶進行交流，難以及時聽取用戶的意見匿党，難以考慮可制造性和可裝配性晰绎，很難全面考慮安全寓落、維護等方面的要求，不能綜合考慮生產荞下、時間以及費用等相互制約條件的限制伶选，更談不上考慮整個模具產品壽命周期的諸多問題。應用CAD技術必須在模具產品圖紙全部出來之后尖昏，才能與用戶進行交流仰税。此外，圖紙上的模具產品因缺乏直觀性抽诉，有時模具產品制造之后才能發(fā)現(xiàn)諸多問題陨簇，造成模具產品不能符合用戶的要求，既影響交貨期迹淌，又增加成本河绽，有時甚至影響客戶關系及市場占有率。

　　二唉窃、模具虛擬產品設計與制造概念的提出

　　虛擬現(xiàn)實技術集成了計算機圖形學葵姥、多媒體、人工智能句携、網絡献舍、多傳感器、并行處理等技術的最新研究成果宴亦。實時的三維空間表現(xiàn)力苟及、人機交互的操作環(huán)境能給人帶來身臨其境的感受。隨著際互聯(lián)網技術的普及啥闪，虛擬現(xiàn)實技術必將成為現(xiàn)代產品設計技術的主流和標準夷钥。模具虛擬產品設計技術是虛擬現(xiàn)實技術在模具產品制造中的應用或實現(xiàn)。它是模具現(xiàn)實設計環(huán)境和制造環(huán)境的計算機內部映射曙悠，是虛擬制造的重要內容婿残。模具虛擬制造是以仿真技術、虛擬現(xiàn)實技術等為支撐烘韩，對模具設計襟腹、加工、裝配室用、維護經過統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境摊哟、虛擬的過程、虛擬的產品添瓷。

　　三梅屉、模具虛擬產品現(xiàn)實系統(tǒng)的構造

　　1.構造模具虛擬產品現(xiàn)實系統(tǒng)框架

　　軟件方面包括造型、視覺仿真鳞贷、對象控制坯汤、音頻空間化和連網軟件虐唠。造型軟件用來定義虛擬的環(huán)境，即物理及行為特征惰聂。視覺仿真軟件對虛擬的環(huán)境作實時渲染凿滤。對象控制是用來控制對象狀態(tài)以及虛擬的環(huán)境交互的軟件框架。音頻空間化軟件是根據三維虛擬環(huán)境產生聲源的工具庶近，可以放在與用戶在真實空間相對應的位置的軟件翁脆。

　　軟件方面采用三維虛擬現(xiàn)實開發(fā)軟件WTK，其功能強大鼻种，支持各種虛擬現(xiàn)實輸入反番、輸出工具設備，從最簡單的鼠標到6個自由度的輸入設備叉钥，從計算機顯示器到具有位置跟蹤的頭戴式立體顯示器罢缸，用戶可以在短期內建立起實時的三維圖形應用系統(tǒng)。

　　硬件方面包括計算機圖形系統(tǒng)码累、顯示器譬椰、位置/方向跟蹤器、三維(六維)輸入裝置和立體發(fā)生器激撮。計算機圖形系統(tǒng)具有實時視覺仿真姚不；位置/方向跟蹤器具有當信息輸入到應用程序時，用來跟蹤頭部泉惋、手衷玩、工具的位置及方向的功能；三維(六維)輸入裝置使用戶可以與應用程序或虛擬空間中的對象進行交互扔缭。

　　2.模具虛擬產品系統(tǒng)具體實現(xiàn)技術路線

　　利用WTK良好的面向對象虛擬開發(fā)環(huán)境盾倍，建立模具虛擬產品設備實例、顯示設置洗馅、碰撞檢測膀钝、裝載文件幾何對象、動態(tài)生成幾何對象赌羽、規(guī)定對象行為及控制渲染等萎煤。以上功能由表及里1000多C語言函數、20多個類完成疑苔。在Windows系統(tǒng)VC ++環(huán)境下甫匹，利用WTK及圖形庫進行開發(fā)，從較低層次控制虛擬開發(fā)環(huán)境的創(chuàng)建惦费，在WTK R9中通過Wtvrm12. dll調用虛擬現(xiàn)實造型語言VRML2，從而實現(xiàn)高層次與ObjectARX的集成開發(fā)創(chuàng)建抢韭。函數調用方法:Wtobject -type -founction -to -do薪贫。用add來加入仿真循環(huán)恍箭；用Wtse ns or -new(…來建立傳感器；用“unive rse"管理仿真瞧省；" u-niverse”中包括產品幾何對象和傳感器對象扯夭。產品幾何對象采用CAD系統(tǒng)建模，并將對象用DXF或WTK文件存儲鞍匾。利用WTK提供“viewpofnt”對象交洗，允許用戶設定一些產品觀察參數，進行多視點觀察虛擬場景橡淑，利用跟蹤傳感器動態(tài)改變視點构拳。

　　3. WrK虛擬環(huán)境下VRMI與CAD集成

　　三維CAD設計模具產品時，可以將模具產品的三維圖形直接轉換成VRML2.0格式祥喳。設計人員只要將組成模具產品的各個部分通過VRML語句有機地連接在一起耀奠，就可以完成模具產品的交互式三維圖形程序設計。在目前的CAD系統(tǒng)基礎上貌硬，將CAD數據模型轉換為虛擬場景用堤，保存為VRML格式，實現(xiàn)場景編輯的可視化嚣褐，可從任意角度觀察模具產品的設計效果萌烁。并允許設計者修改位置發(fā)生干涉、安裝部位的結構不滿足要求的模具部件逸茅。VRML2. 0可以描述模具三維體的形狀豌淹、力學性能以及聲音等，通過對虛擬模具的凸婶耕、凹模等主要部件特性的定義措坐，可進行應力、應變赖厅、強度及剛度分析計算拣播，使計算結果可視化。在虛擬環(huán)境中收擦，通過對計算值的動態(tài)顯示贮配，使設計者不斷修改、完善設計參數塞赂，進而提高設計質量泪勒。

　　四、結束語

　　在模具產品設計中應用WTK虛擬現(xiàn)實軟件環(huán)境宴猾，借助VRML語言進行虛擬模具產品設計圆存，是設計模式的二次革命。當然，模具虛擬產品設計與制造的研究還是起步階段沦辙，把虛擬現(xiàn)實環(huán)境與CAD系統(tǒng)相結合夫植，代表著未來模具新產品設計開發(fā)的發(fā)展方向。

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