一伶椿、引言

　　隨著經(jīng)濟全球化及市場競爭的日益激烈蚂悯，模具產(chǎn)品設(shè)計正面臨嚴峻考驗嫡靠。模具企業(yè)必須利用最新的技術(shù)碉榔，在最短的時間內(nèi)開發(fā)出高質(zhì)量线区、低成本、高附加值的產(chǎn)品拄央，以最快的速度響應(yīng)和投放市場铜殉。這就需要改變傳統(tǒng)模具產(chǎn)品設(shè)計方式，采用現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)存睬，模具現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)是基于知識的設(shè)計郊察，它要綜合利用現(xiàn)代管理、控制栽逸、系統(tǒng)工程酷窥、仿真、信息建模伴网、人工智能竖幔、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，將模具產(chǎn)品設(shè)計過程中的信息流有機集成是偷，并模擬出模具產(chǎn)品未來的性能拳氢，以及模具制造全過程對模具產(chǎn)品設(shè)計的影響，從而做出正確的決策與設(shè)計方案蛋铆。

　　模具產(chǎn)品制造是典型的單件小批量馋评、離散型生產(chǎn)。傳統(tǒng)模具產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計刺啦、試制到產(chǎn)品上市周期太長留特，設(shè)計過程中難以與用戶進行交流，難以及時聽取用戶的意見玛瘸，難以考慮可制造性和可裝配性蜕青，很難全面考慮安全、維護等方面的要求糊渊，不能綜合考慮生產(chǎn)旋钓、時間以及費用等相互制約條件的限制，更談不上考慮整個模具產(chǎn)品壽命周期的諸多問題舆骚。應(yīng)用CAD技術(shù)必須在模具產(chǎn)品圖紙全部出來之后鱼谅，才能與用戶進行交流。此外悉歼，圖紙上的模具產(chǎn)品因缺乏直觀性益若，有時模具產(chǎn)品制造之后才能發(fā)現(xiàn)諸多問題碟舱，造成模具產(chǎn)品不能符合用戶的要求，既影響交貨期打气，又增加成本俗循，有時甚至影響客戶關(guān)系及市場占有率。

　　二巡住、模具虛擬產(chǎn)品設(shè)計與制造概念的提出

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)集成了計算機圖形學(xué)拳芹、多媒體、人工智能岸腥、網(wǎng)絡(luò)、多傳感器合弥、并行處理等技術(shù)的最新研究成果茉唉。實時的三維空間表現(xiàn)力、人機交互的操作環(huán)境能給人帶來身臨其境的感受结执。隨著際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及度陆，虛擬現(xiàn)實技術(shù)必將成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的主流和標準。模具虛擬產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在模具產(chǎn)品制造中的應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)献幔。它是模具現(xiàn)實設(shè)計環(huán)境和制造環(huán)境的計算機內(nèi)部映射懂傀，是虛擬制造的重要內(nèi)容。模具虛擬制造是以仿真技術(shù)蜡感、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等為支撐蹬蚁，對模具設(shè)計、加工郑兴、裝配犀斋、維護經(jīng)過統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程情连、虛擬的產(chǎn)品叽粹。

　　三、模具虛擬產(chǎn)品現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)造

　　1.構(gòu)造模具虛擬產(chǎn)品現(xiàn)實系統(tǒng)框架

　　軟件方面包括造型却舀、視覺仿真盼饼、對象控制、音頻空間化和連網(wǎng)軟件了灾。造型軟件用來定義虛擬的環(huán)境豺啦，即物理及行為特征。視覺仿真軟件對虛擬的環(huán)境作實時渲染胖直。對象控制是用來控制對象狀態(tài)以及虛擬的環(huán)境交互的軟件框架哩拔。音頻空間化軟件是根據(jù)三維虛擬環(huán)境產(chǎn)生聲源的工具，可以放在與用戶在真實空間相對應(yīng)的位置的軟件啥拘。

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

　　硬件方面包括計算機圖形系統(tǒng)抵肌、顯示器朴埂、位置/方向跟蹤器、三維(六維)輸入裝置和立體發(fā)生器默蚌。計算機圖形系統(tǒng)具有實時視覺仿真;位置/方向跟蹤器具有當信息輸入到應(yīng)用程序時冻晤，用來跟蹤頭部、手绸吸、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(yīng)用程序或虛擬空間中的對象進行交互鼻弧。

　　2.模具虛擬產(chǎn)品系統(tǒng)具體實現(xiàn)技術(shù)路線

　　利用WTK良好的面向?qū)ο筇摂M開發(fā)環(huán)境，建立模具虛擬產(chǎn)品設(shè)備實例锦茁、顯示設(shè)置攘轩、碰撞檢測、裝載文件幾何對象码俩、動態(tài)生成幾何對象度帮、規(guī)定對象行為及控制渲染等。以上功能由表及里1000多C語言函數(shù)稿存、20多個類完成笨篷。在Windows系統(tǒng)VC ++環(huán)境下，利用WTK及圖形庫進行開發(fā)瓣履，從較低層次控制虛擬開發(fā)環(huán)境的創(chuàng)建冕屯，在WTK R9中通過Wtvrm12. dll調(diào)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)建网孕。函數(shù)調(diào)用方法:Wtobject -type -founction -to -do蒿庙。用add來加入仿真循環(huán);用Wtse ns or -new(…來建立傳感器;用“unive rse"管理仿真;" u-niverse”中包括產(chǎn)品幾何對象和傳感器對象。產(chǎn)品幾何對象采用CAD系統(tǒng)建模慢筝，并將對象用DXF或WTK文件存儲砖蕾。利用WTK提供“viewpofnt”對象，允許用戶設(shè)定一些產(chǎn)品觀察參數(shù)贮秤，進行多視點觀察虛擬場景廷共，利用跟蹤傳感器動態(tài)改變視點。

　　3. WrK虛擬環(huán)境下VRMI與CAD集成

　　三維CAD設(shè)計模具產(chǎn)品時巴俺，可以將模具產(chǎn)品的三維圖形直接轉(zhuǎn)換成VRML2.0格式诸鲸。設(shè)計人員只要將組成模具產(chǎn)品的各個部分通過VRML語句有機地連接在一起，就可以完成模具產(chǎn)品的交互式三維圖形程序設(shè)計诈猎。在目前的CAD系統(tǒng)基礎(chǔ)上使驰，將CAD數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為虛擬場景订菇，保存為VRML格式，實現(xiàn)場景編輯的可視化骄娶，可從任意角度觀察模具產(chǎn)品的設(shè)計效果哈误。并允許設(shè)計者修改位置發(fā)生干涉、安裝部位的結(jié)構(gòu)不滿足要求的模具部件躏嚎。VRML2. 0可以描述模具三維體的形狀蜜自、力學(xué)性能以及聲音等，通過對虛擬模具的凸卢佣、凹模等主要部件特性的定義重荠，可進行應(yīng)力、應(yīng)變虚茶、強度及剛度分析計算戈鲁，使計算結(jié)果可視化。在虛擬環(huán)境中媳危，通過對計算值的動態(tài)顯示，使設(shè)計者不斷修改冈敛、完善設(shè)計參數(shù)待笑，進而提高設(shè)計質(zhì)量。

　　四抓谴、結(jié)束語

　　在模具產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用WTK虛擬現(xiàn)實軟件環(huán)境暮蹂，借助VRML語言進行虛擬模具產(chǎn)品設(shè)計，是設(shè)計模式的二次革命押恢。當然鼻发，模具虛擬產(chǎn)品設(shè)計與制造的研究還是起步階段，把虛擬現(xiàn)實環(huán)境與CAD系統(tǒng)相結(jié)合穿侵，代表著未來模具新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的發(fā)展方向辑奔。

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