机械虚拟制造技术论文

本科生课题设计（论文）（2012届）题目：现代虚拟制造技术的技术简介以及应用学生姓名学号2008专业班级机械082学院名称工程学院指导老师2011年11月11日（论文）2现代虚拟制造技术的技术简介以及应用摘要：随着计算机技术的迅猛发展，虚拟现实环境的完善，虚拟制造已能对加工制造过程进行物理仿真，虚拟制造技术主要给人提供视觉、听觉信息，达到“所见即所得”的效果。也就是说在计算机上看到的3D图形、制造过程将分别是现实制造出的实物、现实的制造过程。关键词：虚拟制造技术虚拟化现实应用先进性制造Abstract:Alongwiththerapiddevelopmentofcomputertechnologyandthevirtualrealityenvironmentalimprovement,virtualmanufacturingcanalreadyfortheprocessingmanufactureprocesssimulation.Thevirtualmanufacturingtechnologymainlyprovidevisual,auditoryinformation,toachievewysiwygtheeffect.Thatistosay,incomputersawon3Dgraphics,manufacturingprocesswillrespectivelyisrealitycreatingphysical,realityofmanufacturingprocess.Keywords:virtualmanufacturing，virutalreality，advancedmanufacturingtechnology引言制造业为了在竞争激烈的全球市场求得生存和发展，必须能够更好地满足市场所提到的T、Q、C、S要求，既要以最短的产品开发周期，最优质的产品质量，最低廉的制造成本和最好的技术支持和售后服务来赢得市场和用户。面对不可预测、持续发展、快速多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性。为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化作出快速灵敏的反应，并及时地对自身的生产做出合理的调整与重新规划。计算机软硬件技术以及网络技术的迅速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。基于这些因素，20实际90年代中期有许多新概念、新观点应运而生，虚拟制造就是其中之一，它代表了一种全新的制造体系和模式。在虚拟制造中，铲平开发是基于数字化的虚拟产品开发方式，以用户的需求为第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征。VPD保证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开拓能力。（论文）3目录现代虚拟制造技术的技术简介以及应用.........................................................................................2摘要：...............................................................................................................................................2关键词：.............................................................................................................................................2引言.....................................................................................................................................................21.虚拟制造技术简介.....................................................................................................................42.虚拟制造技术的特点.................................................................................................................43.虚拟制造的应用领域.................................................................................................................44.虚拟制造技术的分类.................................................................................................................55.虚拟制造技术的种类.................................................................................................................5（1）以设计为中心的虚拟制造..............................................................................................5（2）以生产为中心的虚拟制造..............................................................................................6（3）以控制为中心的虚拟制造..............................................................................................66.虚拟制造关键技术.....................................................................................................................66.1.虚拟制造关键技术................................................................................................................66.2.虚拟制造技术的建模技术....................................................................................................76.3.虚拟制造使能技术................................................................................................................87.虚拟制造的应用.........................................................................................................................88.虚拟制造与其他先进制造技术的关系.....................................................................................99.虚拟制造技术的发展现状.......................................................................................................1010.小结.......................................................................................................................................10（论文）41.虚拟制造技术简介虚拟制造技术（VirtualManufacturingTechnology,orVMT）是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化[1]，从而形成企业的市场竞争优势。2.虚拟制造技术的特点虚拟制造是集计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助工艺设计(CAPP)于一体的技术，它是在计算机中完成制造过程的。正因为如此，虚拟制造具有下述主要特点。虚拟制造的制造模型是一个计算机模型，完成这一制造过程的主要工作集中在模型的建立过程上，一旦这个模型建立完成，就可以不断与之进行交互，模拟各种情况的生产和制造过程。模型的可反复修改性是虚拟制造过程有别于实际制造过程的一个最主要的特点，也正是这一特点使得虚拟制造可以根据不同情况快速的更改设计、工艺和生产过程，从而大幅度压缩新产品的开发时间，提高制造质量，降低成本。虚拟制造的另一个特点是它可以是分布式的，完成虚拟制造的人员和设备在空间上可以是相互分离的，不同地点的技术人员可以通过网络来协同完成同一个虚拟制造过程。此外，虚拟制造还可以是一个并行的过程，产品设计、加工过程和装配过程的仿真可以同时进行，大大加快了产品设计过程，减少新产品的试制时间。3.虚拟制造的应用领域虚拟现实技术在制造领域中的应用主要有以下几方面：(1)虚拟原型和产品设计，即在计算机中设计虚拟的产品或零部件。(2)生产过程仿真(优化、调度)，即对车间或工段的生产过程进行仿真优化。(3)设备仿真，即对机器人等生产设备进行离线仿真，动态特性分析和模拟。(4)物流仿真，即物流规划，对AGV(自动搬运设备)进行仿真。(5)装配过程仿真。(6)复杂数据的可视化，数值模拟计算结果的可视化输出。（论文）5(7)设备的远程操作，用计算机网络将空间上分散的设备结合起来，进行集成管理运行，遥控制造。(8)增强通讯效果。(9)操作培训。4.虚拟制造技术的分类产品的虚拟设计技术。面向产品的原理、结构和性能的设计、分析、模拟和评测，以优化产品本身的性能、成本为目标。产品的虚拟制造技术。面向产品制造过程模拟、检验和优化，检验产品的可制造性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺过程、保证产品的制造质量、制造周期和最低的制造成本为目标。虚拟制造系统。着重于生产过程的规划、组织管理、资源调度、物流、信息流等的建模、仿真与优化。如虚拟企业、虚拟研发中心等。虚拟制造技术是CAD／CAE／CAM／CAPP和仿真技术的更高阶段。利用虚拟现实技术、仿真技术等在计算机上建立起的虚拟制造环境是接近人们自然活动的一种“自然”环境，人们的视觉、触觉和听觉都与实际环境接近。人们在这样环境中进行产品的开发，可以充分发挥技术人员的想象力和创造能力，相互协作发挥集体智慧，大大提高产品开发的质量和缩短开发周期。5.虚拟制造技术的种类广义的制造过程不仅包括了产品的设计加工、装配。还包含了对企业生产活动的组织与控制。从这个观点出发，可以把虚拟制造分为三