虚拟制造技术的内涵1课件.ppt

1、1 1 虚拟制造技术的虚拟制造技术的内涵内涵虚拟制造技术2虚拟制造技术的内涵1 1、定义、定义虚拟制造作为一个全新的概念，是信息时代制造技术虚拟制造作为一个全新的概念，是信息时代制造技术的重要标志。的重要标志。佛罗里达大学佛罗里达大学Gloria J Wiens:Gloria J Wiens:虚拟制造是这样一个概念，即与实际一样在计算机上虚拟制造是这样一个概念，即与实际一样在计算机上执行制造过程，其中虚拟模型是在实际制造之前，用于对执行制造过程，其中虚拟模型是在实际制造之前，用于对产品的功能和可制造性的潜在问题进行预测。产品的功能和可制造性的潜在问题进行预测。着眼于着眼于“结果结果”美国空军美

2、国空军WrightWright实验室：实验室：虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应用，虚拟制造是仿真、建模和分析技术及工具的综合应用，以增强各层制造设计和生产决策与控制。以增强各层制造设计和生产决策与控制。着眼与着眼与“手段手段”3虚拟制造技术的内涵马里兰大学马里兰大学Edward Lin&etcEdward Lin&etc虚拟制造是一个用于增强各级决策与控制一体化的、综虚拟制造是一个用于增强各级决策与控制一体化的、综合的制造环境合的制造环境着眼于着眼于“环境环境”虚拟制造技术的定义：虚拟制造技术的定义：是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理是一门以计算机仿真技术、制造系统与

3、加工过程建模理论、虚拟现实技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等论、虚拟现实技术、分布式计算理论、产品数据管理技术等为理论基础，研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，为理论基础，研究如何在计算机网络环境及虚拟现实环境下，利用制造系统各层次及各环节的利用制造系统各层次及各环节的数字模型数字模型，完成制造系统整，完成制造系统整个过程的个过程的计算与仿真计算与仿真的技术。的技术。42 2、特点、特点 以模型为核心：以模型为核心：模模型型产品模型：产品信息在计算机上的表示。产品模型：产品信息在计算机上的表示。过程模型：设计过程、工艺规划过程、加工制造过程过程模型：设计过程、工艺规划过程、加工制造

4、过程 装配过程、性能分析过程。装配过程、性能分析过程。活动模型：对企业生产组织和经营活动建立的模型活动模型：对企业生产组织和经营活动建立的模型资源模型：对企业人力、物力建立的模型资源模型：对企业人力、物力建立的模型虚拟制造技术的内涵虚拟制造技术的内涵52 2、特点、特点以模型信息集成为根本：以模型信息集成为根本：产品模型、过程模型、活动模型、资源产品模型、过程模型、活动模型、资源模型之间的信息集成模型之间的信息集成以高逼真度仿真为特色：以高逼真度仿真为特色：仿真结果的高可信度，以及人与这个虚仿真结果的高可信度，以及人与这个虚拟制造环境的交互的自然化。拟制造环境的交互的自然化。虚拟制造技术的内涵

5、虚拟制造技术的内涵6并行并行工程工程使能技术与工具使能技术与工具产品数字化建模、信息集成产品数字化建模、信息集成CAxCAx、DFx DFx、PDMPDM开发过程重组开发过程重组过程建模、分析、改进、过程建模、分析、改进、监控等监控等集成产品集成产品开发团队开发团队组织环境组织环境 计算机网络计算机网络 数据库数据库 CSCWCSCW协调与冲突仲裁协调与冲突仲裁协同工作环境协同工作环境3 3、支撑环境与工具、支撑环境与工具虚拟制造技术的内涵虚拟制造技术的内涵CSCWCSCW：computer suported cooperative workcomputer suported cooperat

6、ive work7虚拟制造技术的内涵4、虚拟制造与实际制造、虚拟制造与实际制造实际制造系统是物质流在信息流的协调和控制实际制造系统是物质流在信息流的协调和控制下，在各个层次上进行相应的决策，实现从投入下，在各个层次上进行相应的决策，实现从投入到产出的有效转变，其中物质流和信息流的协调到产出的有效转变，其中物质流和信息流的协调工作是主体。工作是主体。虚拟制造系统是在分布式协同工作等多学科技虚拟制造系统是在分布式协同工作等多学科技术支持的虚拟环境下的现实制造系统的映射。术支持的虚拟环境下的现实制造系统的映射。虚拟制造系统是实际制造系统的抽象，实际制虚拟制造系统是实际制造系统的抽象，实际制造系统是虚

7、拟制造系统的实例。造系统是虚拟制造系统的实例。8虚拟制造技术的内涵虚拟制造技术的内涵9产品数据管理（产品数据管理（PDM）实实际际制制造造过过程程技技术术人人员员和和用用户户数字化模型数字化模型计算机仿真、虚拟现实计算机仿真、虚拟现实虚虚拟拟开开发发平平台台虚拟设计虚拟设计 有限元分析有限元分析 运动学分析运动学分析 动力学分析动力学分析虚拟加工虚拟加工 工艺过程优化工艺过程优化 工具设计优化工具设计优化 单元工艺优化单元工艺优化 加工过程分析加工过程分析虚拟装配虚拟装配 装配工艺规划装配工艺规划 装配路线规划装配路线规划 装配分配规划装配分配规划 装配质量规划装配质量规划虚虚拟拟生生产产平平

8、台台虚拟布局虚拟布局虚拟实际生产环境虚拟实际生产环境虚拟生产动态过程虚拟生产动态过程优化生产环境布局优化生产环境布局虚拟设备虚拟设备虚拟集成支撑环境虚拟集成支撑环境优化集成方案优化集成方案虚拟调度虚拟调度虚拟产品生产过程虚拟产品生产过程优化生产调度方案优化生产调度方案虚虚拟拟企企业业平平台台协同工作环境协同工作环境 支持异地设支持异地设计、装配、测试计、装配、测试的环境。的环境。虚拟企业动态虚拟企业动态组合组合 系统集成系统集成 任务调度任务调度虚拟制造系统的体系结构虚拟制造系统的体系结构10虚拟制造系统体系结构11虚拟制造系统体的系结构12虚拟产品生产规划的体系结构13案例：虚拟开发平台体系

9、结构 虚拟企业平台14案例：虚拟开发平台体系结构 虚拟生产平台15案例：虚拟开发平台体系结构 虚拟加工平台16案例：虚拟开发平台体系结构 虚拟加工平台17虚拟制造的关键技术虚拟设计与装配技术虚拟设计与装配技术 虚拟实验技术虚拟实验技术 虚拟生产技术虚拟生产技术 虚拟产品实现技术虚拟产品实现技术 虚拟检测与评价技术虚拟检测与评价技术虚拟纹理分析技术虚拟纹理分析技术 18虚拟制造的关键技术关键技术关键技术之一之一虚拟设计与装配技术虚拟设计与装配技术虚拟产品形状设计虚拟产品形状设计 虚拟装配虚拟装配/拆卸设计拆卸设计与优化与优化 虚拟样机虚拟样机具有力觉的虚拟装配具有力觉的虚拟装配 19虚拟制造的关

10、键技术关键技术关键技术之二之二虚拟产品实现技术虚拟产品实现技术基于表面质量分析的基于表面质量分析的切削参数选择切削参数选择 远程机器人操作与监控远程机器人操作与监控 虚拟测量技术虚拟测量技术 虚拟加工虚拟加工20虚拟制造的关键技术关键技术关键技术之三之三虚拟检测与评价技术虚拟检测与评价技术 虚拟表面接触刚度分析虚拟表面接触刚度分析基于应力的加工质量基于应力的加工质量评价评价 装配信息建模装配信息建模 刀位轨迹检查及碰撞刀位轨迹检查及碰撞干涉检验干涉检验 工艺过程规划与仿真工艺过程规划与仿真 21虚拟制造的关键技术关键技术关键技术之四之四虚拟实验技术虚拟实验技术 虚拟测试虚拟测试 虚拟样机的性能

11、评价虚拟样机的性能评价 虚拟试验的运行平台虚拟试验的运行平台 虚拟试验的物理建模虚拟试验的物理建模22虚拟制造的关键技术关键技术关键技术之五之五虚拟生产技术虚拟生产技术 虚拟生产线虚拟生产线/车间实车间实时三维布局时三维布局 基于基于VRVR的网络化分散的网络化分散制造仿真与评价制造仿真与评价 生产线生产线/车间生产过车间生产过程虚拟仿真程虚拟仿真 23虚拟制造技术的应用 虚拟现实技术虚拟现实技术 虚拟产品设计虚拟产品设计 虚拟加工虚拟加工 虚拟装配虚拟装配 虚拟测试虚拟测试 虚拟生产调度与仿真虚拟生产调度与仿真24虚拟现实技术 20 20世纪世纪8080年代兴起的一种人机交互技术，是基于年代

12、兴起的一种人机交互技术，是基于感观、手势、话语等感观、手势、话语等“自然自然”方式的交互技术。方式的交互技术。1965 1965年，年，SutherlandSutherland在在终极的显示终极的显示中首次提中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统。示的虚拟现实系统。1966 1966年年MITMIT的林肯实验室开始研究头盔式显示器。的林肯实验室开始研究头盔式显示器。1984 1984年美国宇航局开发了用于火星探测的虚拟环年美国宇航局开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，为研究人员构造了火星表面的三维虚境视觉显示器，

13、为研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。拟环境。20 20世纪世纪9090年代开始，在航天、航空、汽车、医疗、年代开始，在航天、航空、汽车、医疗、教育、生产、设计等广泛应用。教育、生产、设计等广泛应用。25虚拟现实技术1 1、虚拟现实系统组成、虚拟现实系统组成26虚拟现实技术2 2、虚拟现实系统的硬件设备、虚拟现实系统的硬件设备 立体眼镜立体眼镜 立体投影立体投影 头盔式显示器头盔式显示器 数据手套数据手套 空间位置跟踪器空间位置跟踪器 三维鼠标三维鼠标 六自由度跟踪球六自由度跟踪球 触觉和力反馈器触觉和力反馈器27虚拟现实技术虚拟现实技术 立体眼镜立体眼镜：主动和被动式立式眼镜：主动和被动式

14、立式眼镜 主动式：发射器与计算机显卡连接，得到两路信号节拍主动式：发射器与计算机显卡连接，得到两路信号节拍并将交替信号发送给立体眼镜并将交替信号发送给立体眼镜 被动式：计算机显示两路偏振光信号，立体眼镜的左右被动式：计算机显示两路偏振光信号，立体眼镜的左右镜片的透光有方向性，形成立体效果。镜片的透光有方向性，形成立体效果。28虚拟现实技术立体投影立体投影29虚拟现实技术30虚拟现实技术虚拟现实技术 头盔显示器：由显示器、光学系统、跟踪系统和立体声头盔显示器：由显示器、光学系统、跟踪系统和立体声系统组成。系统组成。半封闭式：用户可以看到现实世界和计算机产生的图像半封闭式：用户可以看到现实世界和计

15、算机产生的图像 封闭式：用户只能看到头盔内显示的图像封闭式：用户只能看到头盔内显示的图像 头盔显示器头盔显示器31虚拟现实技术虚拟现实技术 数据手套是一种多模式的虚拟设备，通过软件编程，可数据手套是一种多模式的虚拟设备，通过软件编程，可进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利进行虚拟场景中物体的抓取、移动、旋转等动作，也可以利用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。在虚拟装用它的多模式性，用作一种控制场景漫游的工具。在虚拟装配和医疗手术模拟中，数据手套是不可缺少的一个组成部分。配和医疗手术模拟中，数据手套是不可缺少的一个组成部分。数据手套数据手套32虚拟现实技术虚拟现实技术 能

16、实时检测物体空间位置（能实时检测物体空间位置（6 6自由度）的设备。自由度）的设备。空间位置跟踪器空间位置跟踪器33虚拟现实技术虚拟现实技术 能够向计算机传回鼠标的位置和姿态信息能够向计算机传回鼠标的位置和姿态信息三维鼠标三维鼠标34虚拟现实技术虚拟现实技术 用来检测绝对位置和方向。跟用来检测绝对位置和方向。跟踪球的中心固定，并装有踪球的中心固定，并装有6 6个发光个发光二极管，球有一个活动的外层，装二极管，球有一个活动的外层，装有有6 6个相应的光传感器。当使用者个相应的光传感器。当使用者用手对球的外层施加力或力矩时，用手对球的外层施加力或力矩时，根据弹簧形变的法制，就可通过根据弹簧形变的法

17、制，就可通过6 6个光传感器测出个光传感器测出3 3个力和个力和3 3个力矩信个力矩信息，将信息传送到计算机后求出虚息，将信息传送到计算机后求出虚拟 空 间 中 物 体 的 位 置 和 方 向。拟 空 间 中 物 体 的 位 置 和 方 向。六自由度跟踪球六自由度跟踪球35虚拟现实技术虚拟现实技术 直接进行三维扫描成像直接进行三维扫描成像三维扫描三维扫描36虚拟现实技术虚拟现实技术三维扫描三维扫描37虚拟现实技术虚拟现实技术触觉和力反馈器触觉和力反馈器38虚拟现实技术虚拟现实技术 Vega Vega软件。美国软件。美国MultiGen-ParadigmMultiGen-Paradigm公司产品

18、公司产品3 3、虚拟现实的软件系统、虚拟现实的软件系统39虚拟现实技术40虚拟现实技术虚拟现实技术41虚拟现实技术虚拟现实技术 训练、演习训练、演习42虚拟现实技术虚拟现实技术43虚拟现实技术虚拟现实技术44虚拟现实技术虚拟现实技术45虚拟现实技术虚拟现实技术46虚拟产品设计虚拟产品设计仿真仿真设计设计+-对产品的需求：对产品的需求：目标、功能、性能目标、功能、性能产品的外形、组成、产品的外形、组成、结构、参数结构、参数产品的功能、性能、产品的功能、性能、行为行为CADCAD、CAPPCAPP、CAMCAM外观设计外观设计CAECAE、DFMDFM、DFADFA动力学、控制系统动力学、控制系统

19、47虚拟产品设计虚拟产品设计产品设计虽产品设计虽然只占产品然只占产品整个成本的整个成本的5 5，但它，但它却影响产品却影响产品整个成本的整个成本的7070。48虚拟产品设计虚拟产品设计虚拟产品模型是由分布的、不同工具开发的、甚至异构的子模型组成的模型虚拟产品模型是由分布的、不同工具开发的、甚至异构的子模型组成的模型联合体：联合体：n产品的产品的CADCAD模型模型n产品的外观表示模型产品的外观表示模型n产品的功能和性能仿真模型产品的功能和性能仿真模型n产品的各种分析模型产品的各种分析模型n产品的使用和维护模型产品的使用和维护模型n环境模型；环境模型；49虚拟产品设计虚拟产品设计在产品全生命周期

20、中的虚拟产品模型需求样机概念样机工程样机最终样机需求论证需求论证概念设计概念设计详细设计详细设计生产生产/装配装配维护维护50虚拟产品设计虚拟产品设计 需求样机需求样机是根据用户需求建立的未来产品的可视化和数字是根据用户需求建立的未来产品的可视化和数字化描述，描述产品功能和外部行为的结构模型化描述，描述产品功能和外部行为的结构模型n进行未来产品的功能仿真，给设计部门演示和说明产品功进行未来产品的功能仿真，给设计部门演示和说明产品功能的具体要求和使用环境能的具体要求和使用环境n给出未来产品的性能要求及其粗略框架，框架由有待填充、给出未来产品的性能要求及其粗略框架，框架由有待填充、细化和完善的功能

21、模块组成细化和完善的功能模块组成51虚拟产品设计虚拟产品设计 概念样机概念样机是根据需求样机的要求，对所提出是根据需求样机的要求，对所提出未来产品的方案设想的可视化和数字化描述未来产品的方案设想的可视化和数字化描述细化了功能模块和模块间的信息流动关系细化了功能模块和模块间的信息流动关系 为产品的性能和外部行为提供物理细节和更为产品的性能和外部行为提供物理细节和更详细的可视化描述详细的可视化描述对产品的可制造性、可装配性及其可维护性对产品的可制造性、可装配性及其可维护性进行概略评估进行概略评估52虚拟产品设计虚拟产品设计设定值侧加速度控制器模型控制信号控制信号前作动器模型液压伺服阀控制信号作动力

22、作动器速度后作动器模型液压伺服阀控制信号作动力作动器速度前作动器作动力后作动器作动力方向盘角度驾驶速度车身侧加速度前作动器速度后作动器速度设定值整车多体动力学模型驾驶模型方向盘角度驾驶速度指标设定模型MATRIXx/Adams接口MATRIXx/Adams接口53虚拟产品设计虚拟产品设计 工程样机工程样机是概念样机的进是概念样机的进一步细化，主要由产品的各种一步细化，主要由产品的各种物理性能模型、物理性能模型、CADCAD模型以及其模型以及其他模型（成本、维护等）组成他模型（成本、维护等）组成开展产品的各种仿真试验工开展产品的各种仿真试验工作，评估详细设计方案的优作，评估详细设计方案的优缺点，

23、以及可制造性、可装缺点，以及可制造性、可装配性、可维护性等配性、可维护性等根据评估结果，对产品的开根据评估结果，对产品的开发和生产进度、成本、质量发和生产进度、成本、质量提出更为全面的要求提出更为全面的要求54虚拟产品设计虚拟产品设计 最终样机：最终样机：在产品生产、装配在产品生产、装配和使用前，虚拟样机在工程上基本和使用前，虚拟样机在工程上基本定型。原型样机是将原有样机与实定型。原型样机是将原有样机与实际使用环境相结合，检验产品的实际使用环境相结合，检验产品的实际使用效果，评估进一步改进设计际使用效果，评估进一步改进设计方案的可能性方案的可能性加入可靠性模型、维护模型和加入可靠性模型、维护模

24、型和可用性模型，支持产品的虚拟可用性模型，支持产品的虚拟维护维护加入虚拟仿真模型和操作模型，加入虚拟仿真模型和操作模型，支持产品的使用训练模拟支持产品的使用训练模拟55虚拟产品设计功能展示功能展示56热分析热分析主轴箱热场分布（主轴箱热场分布（6000rpm)6000rpm)57热分析热分析主轴箱热变形仿真（主轴箱热变形仿真（6000rpm)6000rpm)58静刚度分析静刚度分析59静刚度分析静刚度分析X X方向静刚度方向静刚度Z Z方向静刚度方向静刚度60静刚度分析静刚度分析Y Y方向静刚度方向静刚度61模态分析模态分析第第1 1阶模态阶模态第第2 2阶模态阶模态工作台模态工作台模态62模

25、态分析模态分析第第1 1阶模态阶模态第第2 2阶模态阶模态床鞍模态床鞍模态模态分析模态分析第第1 1阶模态阶模态第第2 2阶模态阶模态床身模态床身模态64模态分析模态分析第第1 1阶模态阶模态第第2 2阶模态阶模态第第3 3阶模态阶模态立柱模态立柱模态65模态分析模态分析第第1 1阶模态阶模态第第2 2阶模态阶模态第第3 3阶模态阶模态主轴箱模态主轴箱模态66模态分析模态分析u整机测试点数：541；床身：143，立柱：152，床鞍：60，工作台：92，铣头箱：94；u采用8个三向加速度传感器、9个单向加速度传感器对整机进行了测试，并将9个单向传感器每三个拼成一个三向传感器；u立柱上布置有3个传

26、感器，其余每个零件上布置2个传感器。67模态分析模态分析第1阶模态p振型描述：铣头箱带动立柱上下摆动(绕X轴)p实验44HZ，仿真50HZ第2阶模态p振型描述：立柱和铣头箱左右摆动(绕Y轴)p实验52HZ，仿真92HZ68模态分析模态分析第3阶模态p振型描述：工作台和床鞍的摆动，铣头箱小幅摆动p实验92HZ，仿真134HZ第4阶模态p振型描述：铣头箱绕立柱旋转（绕Z轴旋转）p实验127HZ，仿真141HZ69模态分析模态分析产生误差的主要原因在结合面的特性参数产生误差的主要原因在结合面的特性参数70模态分析模态分析71多体系统动力学分析多体系统动力学分析多体系统动力学：多体系统动力学：包括包括

27、多刚体系统动力学多刚体系统动力学和和多柔体多柔体系统动力学。系统动力学。多体系统动力学是研究多体系统（一多体系统动力学是研究多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学。规律的科学。汽车可操作性和乘坐舒适性仿真：汽车可操作性和乘坐舒适性仿真：汽车可操作性仿真是指利用整车动力学模型，汽车可操作性仿真是指利用整车动力学模型，当操作人员在采用各种不同驾驶方法的情况下，对当操作人员在采用各种不同驾驶方法的情况下，对车辆的侧倾稳定性进行仿真研究。车辆的侧倾稳定性进行仿真研究。72多体动力学分析多体动力学分析以汽车前、后悬架及转向机以汽车前

28、、后悬架及转向机构为主的多体动力学模型构为主的多体动力学模型73多体动力学分析多体动力学分析增加发动机、车身后的增加发动机、车身后的整车多体动力学模型整车多体动力学模型74结构分析结构分析传统的有限元分析方法传统的有限元分析方法（FEA)FEA)利用有限元分析方法对利用有限元分析方法对关键机械结构件进行应力、关键机械结构件进行应力、应变的分析，其负载往往是应变的分析，其负载往往是静态的。静态的。(2)(2)耐疲劳性分析耐疲劳性分析 将多体动力学仿真分析将多体动力学仿真分析得到的动态负载，用于随后得到的动态负载，用于随后的机械结构有限元分析。的机械结构有限元分析。75流体动力学分析流体动力学分析

29、 汽车外部空气动力学仿真汽车外部空气动力学仿真:汽车外部空汽车外部空气动力学对汽车安全性、稳定性和汽车油气动力学对汽车安全性、稳定性和汽车油耗都有重要的影响。耗都有重要的影响。丰田、宝马、福特等公司现在都已经采用仿真技术对新设计的汽车进行外部丰田、宝马、福特等公司现在都已经采用仿真技术对新设计的汽车进行外部空气动力学和空气声学的研究，以取代或者部分取代利用实物样车进行风洞测试空气动力学和空气声学的研究，以取代或者部分取代利用实物样车进行风洞测试的方法，达到缩短设计时间，降低成本的目的的方法，达到缩短设计时间，降低成本的目的。76流体动力学分析流体动力学分析 车厢内部制冷、加热仿真；车厢内部制冷

30、、加热仿真；采暖、通风和空调（采暖、通风和空调（HVACHVAC）单元仿真）单元仿真;功率系（功率系（power-trainpower-train）相关零部件）相关零部件的优化。的优化。如发动机进气、排气歧管，尾气排放如发动机进气、排气歧管，尾气排放系统中消声器和催化变换器，发动机系统中消声器和催化变换器，发动机头部冷却罩等的优化。头部冷却罩等的优化。77运动学分析运动学分析78控制系统分析控制系统分析控制系统控制系统执行机构执行机构受控系统受控系统控控制制目目标标控控制制信信号号反馈信号反馈信号 首先基于简化的被控系统模型，设计首先基于简化的被控系统模型，设计控制算法，构建控制系统；控制算法

31、，构建控制系统；利用仿真分析被控系统的性能（如导利用仿真分析被控系统的性能（如导弹的反应时间、跟踪精度等）。弹的反应时间、跟踪精度等）。79控制系统分析控制系统分析80虚拟加工加工过程仿真：加工过程仿真：包括切削过程仿真、焊接过程仿真、冲压过程仿包括切削过程仿真、焊接过程仿真、冲压过程仿真、浇注过程仿真等。真、浇注过程仿真等。几何仿真：几何仿真：从纯几何角度出发，将刀具和工件看从纯几何角度出发，将刀具和工件看作刚体，不考虑力、变形等。作刚体，不考虑力、变形等。力学仿真：力学仿真：从力学角度出发，对动态力（切削从力学角度出发，对动态力（切削力）、变形、切削热等仿真。力）、变形、切削热等仿真。虚拟

32、加工：虚拟加工：虚拟制造环境下对产品对象实现几何形状及物理虚拟制造环境下对产品对象实现几何形状及物理性能变化的过程。是真实加工过程在虚拟环境下的映性能变化的过程。是真实加工过程在虚拟环境下的映射。射。81虚拟加工虚拟加工虚拟加工过程构成虚拟加工过程构成82虚拟加工虚拟加工虚拟加工仿真系统虚拟加工仿真系统83虚拟加工虚拟加工84虚拟加工虚拟加工85虚拟加工虚拟加工切削切削加工加工有限有限元分元分析软析软件件MarcMarc ABAQUSABAQUS DEFORM DEFORM AdvantEdge FEMAdvantEdge FEM86虚拟加工崩碎切屑崩碎切屑 锯齿状切屑锯齿状切屑 带状切屑带状

33、切屑 87虚拟加工切削温度88虚拟加工切削温度89虚拟加工虚拟加工残残余余应应力力分分析析 90焊接过程仿真焊接过程仿真91铸造过程仿真铸造过程仿真92铸造过程仿真铸造过程仿真93冲压过程仿真冲压过程仿真94虚拟装配虚拟装配：在虚拟现实环境下的装配虚拟装配：在虚拟现实环境下的装配 三维鼠标、数据手套、液晶立体眼镜、头盔三维鼠标、数据手套、液晶立体眼镜、头盔电子装配或数字化装配：计算机环境下建立的数字化装配电子装配或数字化装配：计算机环境下建立的数字化装配模型计算机硬件、模型计算机硬件、CAD软件软件95虚拟装配虚拟装配线虚拟装配环境虚拟装配96虚拟装配虚拟装配97虚拟测试虚拟测试虚虚拟拟测测试

34、试 98虚拟测试虚拟测试99虚拟测试虚拟测试虚虚拟拟测测试试 在航空、航天、核子反应、汽车碰撞试在航空、航天、核子反应、汽车碰撞试验等广泛应用：验等广泛应用：美国某公司美国某公司“全景式自动虚拟环境系统全景式自动虚拟环境系统（CAVE），测量新产品在强冲击力和其他外），测量新产品在强冲击力和其他外在因素影响下所产生的内部构造变化。在因素影响下所产生的内部构造变化。美国宇航局（美国宇航局（NASA）培训宇航员，）培训宇航员，“虚虚拟飞行试验拟飞行试验”。美国美国Deere Inc.建立计算机模型，用户头建立计算机模型，用户头戴观察镜、手系位置传感器，接触各种操纵戴观察镜、手系位置传感器，接触各种

35、操纵装置。装置。100虚拟测试虚拟测试虚虚拟拟测测试试 101虚拟测试虚拟测试102虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真103虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真104虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真案例：（案例：（活塞）活塞）生产线生产线模型开始运行状态（全局）105虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真案例：（案例：（活塞）活塞）生产线生产线运行一小时的仿真结果106虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真案例：（案例：（活塞）活塞）生产线生产线运行六小时的仿真结果107虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真案例：（案例：（活塞）活塞）生产线生产线运行三十小时的仿真结果108虚拟生产调度控制仿真虚拟生产调度控制仿真提高后提高后提高前提高前60160109 谢谢！谢谢！