论文部分内容阅读
本课题是“高速数控加工中心虚拟现实教学系统”的子系统,基于Solid Works、Deep Exploration、Creator、VC++和Vega Prime的软件开发环境,建立了自动换刀装置的三维仿真模型和虚拟场景,制作了自动拆装的演示动画,实现了手动虚拟装配和运动仿真的沉浸效果,满足了自动换刀装置虚拟教学系统的功能要求。本课题主要承担的工作以及所取得研究成果如下:(1)分析和研究了自动换刀装置的工作原理,根据运动需求对自动换刀装置进行结构设计,运用Solid Works建模软件建立三维模型,并按运动关系进行虚拟装配;(2)通过Deep Exploration格式转换软件,将自动换刀装置Solid Works模型进行转换得到了Creator能打开的文件格式,再对三维模型进行编辑、修改和控制,实现自动换刀装置三维虚拟模型的建立;(3)分析自动换刀装置的装配关系,编写装配流程图,采用Deep Exploration软件,按照装配流程图制作自动换刀装置的自动拆装演示动画;(4)采用VC++编译软件,控制自动换刀装置各个零部件在虚拟空间的运动,结合碰撞检测技术和数据手套技术,实现自动换刀装置的手动虚拟装配及运动仿真;(5)基于Vega Prime视景仿真软件,采用VC++作为开发工具,构建了教学系统的三维虚拟场景,具有较好的沉浸感和真实感,取得了良好的立体效果。(6)分析并研究了三维立体显示的原理,完成了立体显示功能,并成功接入空间定位器、数据手套与立体眼镜等虚拟现实外设,使使用者真正置身于虚拟自动换刀装置教学系统的三维场景中,实现了虚拟现实的沉浸效果。本课题基于虚拟现实技术,完成了“自动换刀装置虚拟教学子系统的研究与开发”,该系统具有逼真的三维场景,实现了虚拟现实的沉浸效果,支持数据手套和键盘鼠标响应等多种交互方式,能够使用VC++进一步开发教学研究仿真功能,提高了系统的教学适用性。本课题的创新之处在于:首先,将Solid Works与Creator相结合,实现了机械产品在虚拟环境中的快速、精确建模;其次,根据虚拟系统的不同需求,研发了两种机械模型虚拟现实表达方法:(1)采用Deep Exploration软件能够快速实现机械模型的拆卸,适用于教学过程模型拆卸的动画演示;(2)探索了采用VP和VC++实现虚拟装配和运动仿真的方法,为系统的二次开发留下接口。