聶守凱 杭州力泰起重機(jī)械有限公司

引言：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的高科技技術(shù)在涌現(xiàn)出來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是隨著科學(xué)發(fā)展而順應(yīng)時(shí)代的一種高科技技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)生很好的滿足現(xiàn)代人類(lèi)的生活需求，因此它被廣泛的應(yīng)用在人們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，而現(xiàn)如今機(jī)械制造業(yè)也有非常高速的發(fā)展，而這兩種技術(shù)的相互交融而發(fā)展的產(chǎn)物對(duì)人們的生活也帶來(lái)了巨大的便利，利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)工業(yè)數(shù)控機(jī)床設(shè)備制造更多的可能。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)面向新世紀(jì)的全新的高科技技術(shù)，它產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)八十年代，主要是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為前提，融合了各領(lǐng)域多方面的的高科技技術(shù)，它主要是為人們展現(xiàn)出一個(gè)逼真的虛擬環(huán)境，能讓人得到視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等逼真的系統(tǒng)反饋。讓人猶如身臨其境般的感知和操控虛擬中的對(duì)象，它是一種全新的人機(jī)交互方式。利用高性能計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境直接交互方式，它改變了人類(lèi)以往的交互形式。給人帶來(lái)一種全新的感知。以滿足人們的需求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特性有沉浸性，交互性，多感知性，實(shí)時(shí)性四種。沉浸性是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的首要特征，通過(guò)計(jì)算機(jī)給使用者形成一個(gè)非常逼真的虛擬世界，而使用者利用自己的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)來(lái)感知這個(gè)虛擬世界中所發(fā)生的各種事情。逼真的非常貼近人與現(xiàn)實(shí)的自然交互一樣，帶來(lái)一種身臨其境的逼真感覺(jué)。交互性是指虛擬世界幾乎接近于真實(shí)，它并不是一個(gè)動(dòng)態(tài)的，使用者可以通過(guò)電腦鼠標(biāo)鍵盤(pán)等進(jìn)行操作還有通過(guò)聲音命令來(lái)進(jìn)行一種接近自然的人機(jī)交互形式，系統(tǒng)能夠?qū)κ褂谜叩妮斎胱龀鲆幌盗械捻憫?yīng)反饋。多感知性就是指使用者除了視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等上面的感知以外，還包括嗅覺(jué)味覺(jué)等感知，主要是它裝有傳感，反應(yīng)的裝置，是人體能夠得到非常逼真的感受，能夠進(jìn)行更好的設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)性是指使用者積極主動(dòng)的參與實(shí)時(shí)的交互，顯示，人類(lèi)的活動(dòng)也成為該系統(tǒng)中重要的一部分，組成一種融入性的交互系統(tǒng)，使其更加具有智能化和人性化。虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合。當(dāng)然主要是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行更加深層次的集成而發(fā)展起來(lái)的。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的具體應(yīng)用

2.1 虛擬產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)

在沒(méi)有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情況下，以往的機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程當(dāng)中，如果有某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，很有可能需要重新進(jìn)行樣品試驗(yàn)，且整個(gè)過(guò)程之前的數(shù)據(jù)可能全部浪費(fèi)而造成增加不必要的工序以及增加時(shí)間還有經(jīng)濟(jì)的成本。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過(guò)事先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在三維虛擬空間中操作零件進(jìn)行修改和組裝成各種可行性方案的模型，所以運(yùn)用虛擬技術(shù)代替產(chǎn)品實(shí)物來(lái)進(jìn)行樣品的設(shè)計(jì)制造與測(cè)試，極大的提高了生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期且降低成本，從而可以有效提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)當(dāng)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)上有兩個(gè)方面的體現(xiàn)，一個(gè)是虛擬設(shè)計(jì)，虛擬設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)者根據(jù)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)產(chǎn)品來(lái)模擬可行性的研究，實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)以及達(dá)到預(yù)期的工業(yè)需求效果，如果出現(xiàn)問(wèn)題也能及時(shí)修改直到完善產(chǎn)品為止?？梢哉f(shuō)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要用于產(chǎn)品生產(chǎn)之前設(shè)計(jì)方面，主要運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)方法的工程設(shè)計(jì)主要有兩種，一種是利用CAD系統(tǒng)直接產(chǎn)生模型，一種是運(yùn)用VR-CAD系統(tǒng)將設(shè)計(jì)引進(jìn)CAD中來(lái)。設(shè)計(jì)者在虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境中直接進(jìn)行設(shè)計(jì)修改分析操作。避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題，更好的協(xié)調(diào)產(chǎn)品各部分的關(guān)系。另一個(gè)方面是虛擬制造：虛擬制造是運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在高性能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持下，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬實(shí)體的協(xié)同工作。產(chǎn)品生產(chǎn)的各級(jí)管理能夠清晰的體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，這使設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品的制作過(guò)程有著充分的決策能力以及控制能力。虛擬現(xiàn)實(shí)制造技術(shù)在制造業(yè)中的成功應(yīng)用也得到了推廣，尤其是在航空航天還有輪船汽車(chē)等領(lǐng)域應(yīng)用的非常顯著。汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)試用。模擬運(yùn)行，各種燃料以及各種零部件材料的比例都可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)形成三維實(shí)體模型實(shí)現(xiàn)觀察、研究、討論。虛擬現(xiàn)實(shí)制造運(yùn)用虛擬樣機(jī)代替實(shí)體物理模型可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行展示，分析，測(cè)試。對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行個(gè)合理的修改，更進(jìn)一步的提高產(chǎn)品制造的成功率。實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益的最大化以及提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在慢慢的從根本上改變機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中等傳統(tǒng)模式。在制造產(chǎn)品之前，先運(yùn)用虛擬環(huán)境進(jìn)行虛擬產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)，通過(guò)借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行建模以便于分析、研究、檢查產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)要求以及對(duì)產(chǎn)品的制造過(guò)程和未來(lái)使用周期對(duì)產(chǎn)品的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。這樣不僅代替了實(shí)體實(shí)驗(yàn)，降低了研發(fā)成本還有縮短研發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化，保證產(chǎn)品的最優(yōu)質(zhì)量。