本文關(guān)鍵詞：基于Quest3D的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)械加工工藝虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)MPVR系統(tǒng)),是基于虛擬現(xiàn)實(shí)軟件Quest3D,并根據(jù)常用通用機(jī)床的圖紙資料和實(shí)際切削加工典型工藝,自主開(kāi)發(fā)的一套有著良好圖形用戶(hù)界面的實(shí)用性桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)由機(jī)床、夾具、工件和刀具組成。MPVR系統(tǒng)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中,能夠生動(dòng)地展示機(jī)床主體模型、基本運(yùn)動(dòng)和典型工藝,能方便工藝人員之間對(duì)于特定工件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)方案的交流與討論,將復(fù)雜難懂又枯燥的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)明形象又逼真的可視畫(huà)面,并能與之進(jìn)行交互操作,具有較強(qiáng)的沉浸感。該系統(tǒng)不但為從事工藝制定和夾具設(shè)計(jì)相關(guān)人員之間的溝通理解提供了一個(gè)可視化的虛擬空間,還避免了實(shí)際操作中出現(xiàn)安全事故的可能性。在開(kāi)發(fā)MPVR系統(tǒng)的過(guò)程中本文解決的關(guān)鍵技術(shù)有如下3點(diǎn):①采用參數(shù)化建模方法來(lái)完成MPVR系統(tǒng)中機(jī)床夾具常用零部件的建模;②解決了將工件、定位件、導(dǎo)向件、夾緊件等幾何模型導(dǎo)入正在運(yùn)行的MPVR系統(tǒng)中的難題,使用戶(hù)能方便地構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)更新的工藝系統(tǒng);③能方便準(zhǔn)確地獲取工件在MPVR系統(tǒng)中的有關(guān)數(shù)據(jù),為后期夾具設(shè)計(jì)及繪制二維裝配圖提供數(shù)據(jù)參考。機(jī)械加工工藝虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)括了車(chē)床、銑床、鉆床、磨床、刨床、鏜床及齒輪加工機(jī)床7種機(jī)床類(lèi)型,在開(kāi)發(fā)MPVR系統(tǒng)的過(guò)程中本文所做的工作有:①通過(guò)運(yùn)用三維建模軟件,建立了一套包括Y3150E型滾齒機(jī)結(jié)構(gòu)、齒坯、滾刀和工件心軸的滾齒機(jī)加工工藝系統(tǒng)的幾何模型。②完成了該滾齒機(jī)工藝系統(tǒng)模型文件數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換:1)機(jī)床模型文件格式的轉(zhuǎn)換路徑:從UG、Pro/E中導(dǎo)出stl格式的文件,經(jīng)過(guò)3ds Max軟件的處理后導(dǎo)出.X格式的文件,最后以.X格式導(dǎo)入Quest3D軟件成為.cgr文件;2)工件、定位件等模型文件格式的轉(zhuǎn)換路徑:從UG、Pro/E中導(dǎo)出stl格式的文件,經(jīng)過(guò)3ds Max處理后導(dǎo)出dae格式的數(shù)據(jù)文件,最后直接導(dǎo)入.EXE格式的MPVR系統(tǒng)中。③通過(guò)Quest3D的虛擬設(shè)計(jì),完成了工藝系統(tǒng)中滾齒機(jī)床幾何模型各功能模塊的交互操作設(shè)計(jì),并將此項(xiàng)目以.EXE可執(zhí)行文件發(fā)布出來(lái)。使用戶(hù)通過(guò)鼠標(biāo)便能與該系統(tǒng)進(jìn)行交互操作,人機(jī)交互操作的內(nèi)容包括了:1)滾齒機(jī)的基本運(yùn)動(dòng)操作;2)滾切直齒工藝加工再現(xiàn);3)工件導(dǎo)入設(shè)計(jì);4)特定工件裝夾方案的討論與交流。④為MPVR系統(tǒng)設(shè)計(jì)了良好的GUI,增強(qiáng)了該系統(tǒng)的沉浸感。以上的研究成果充分證明了基于Quest3D的機(jī)械加工工藝VR系統(tǒng)的研究和應(yīng)用的可行性。由此可見(jiàn),將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的研究,面向?qū)嶋H機(jī)械加工制造,具有深遠(yuǎn)的意義和廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：虛擬現(xiàn)實(shí) Quest3D 參數(shù)化建模 虛擬裝夾
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH16
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題的提出和研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 課題的研究意義11-12
• 1.4 課題研究的主要目的和內(nèi)容12-13
• 2 機(jī)械加工工藝VR系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)13-19
• 2.1 簡(jiǎn)介系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具13-14
• 2.1.1 Quest3D軟件簡(jiǎn)介13-14
• 2.1.2 3ds Max與Quest3D的協(xié)同工作14
• 2.2 介紹系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)思路和流程14-17
• 2.3 本章小結(jié)17-19
• 3 機(jī)械加工工機(jī)械加工工藝藝VR系統(tǒng)中幾何模型的建立19-33
• 3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)工藝系統(tǒng)的幾何建模19
• 3.2 機(jī)床的幾何建模19-25
• 3.2.1 UG建模階段20-21
• 3.2.2 3ds Max建模階段21-22
• 3.2.3 導(dǎo)出機(jī)床模型為.X格式文件22-25
• 3.3 典型零件的參數(shù)化建模25-31
• 3.3.1 參數(shù)化建模技術(shù)25-26
• 3.3.2 參數(shù)化建模的流程26
• 3.3.3 調(diào)整V形塊的參數(shù)化建模26-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 4 機(jī)械加工工藝VR系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-71
• 4.1 虛擬機(jī)械加工三維場(chǎng)景的建立34-41
• 4.1.1 Y3150E滾齒機(jī)三維場(chǎng)景渲染34-35
• 4.1.2 視點(diǎn)變換35-37
• 4.1.3 燈光設(shè)計(jì)37-38
• 4.1.4 模型導(dǎo)入38-41
• 4.2 機(jī)床的基本運(yùn)動(dòng)交互操作設(shè)計(jì)41-48
• 4.2.1 Y3150E型滾齒機(jī)運(yùn)動(dòng)分析41-43
• 4.2.2 機(jī)床部件的平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)43-48
• 4.3 滾切直齒工藝再現(xiàn)48-53
• 4.3.1 滾齒機(jī)加工直齒圓柱齒輪的工作運(yùn)動(dòng)48-51
• 4.3.2 切屑粒子的產(chǎn)生和消亡51-53
• 4.4 工件導(dǎo)入設(shè)計(jì)53-57
• 4.4.1 工件導(dǎo)入接口設(shè)計(jì)53-55
• 4.4.2 導(dǎo)入工件的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)55-57
• 4.5 工藝系統(tǒng)的虛擬裝夾設(shè)計(jì)57-61
• 4.5.1 工件與MPVR系統(tǒng)的碰撞檢測(cè)57-60
• 4.5.2 獲取工件的有關(guān)數(shù)據(jù)60-61
• 4.6 圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)61-67
• 4.6.1 界面框架布局設(shè)計(jì)61-63
• 4.6.2 GUI設(shè)計(jì)63-67
• 4.7 機(jī)床系統(tǒng)的整合與項(xiàng)目的發(fā)布67-70
• 4.7.1 機(jī)床系統(tǒng)的整合67-68
• 4.7.2 項(xiàng)目的發(fā)布68-70
• 4.8 本章小結(jié)70-71
• 5 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 總結(jié)71-72
• 5.2 展望72-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78

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本文編號(hào)：332826