摘要:随着科学技术的快速发展,虚拟现实技术逐渐走进人们的视野中,在社会经济发展中发挥着十分重要的作用。虚拟现实技术是一种先进的人机交互系统,是现代科技的主流发展方向,随着相关技术的不断更新,已经被应用在更多的行业中。在机械设计制造行业中,虚拟现实技术的应用能够有效的降低机械设计制造工作的难度,提高工作效率。本文将对对于虚拟现实技术在机械设计与制造中的实际运用给出一些有效建议,以供相关从业人员参考借鉴。
关键词:虚拟现实技术;机械设计制造;应用
一、前言
在计算机技术高速发展的今天,计算机技术渗入各行各业,在很大程度上提高了工作效率,节约了成本,简化了设计流程。在建筑设计中运用虚拟现实技术,对建筑进行模拟、拆分、材料设计,使设计出来的建筑物更加具象化,有利于设计人员提高设计计算的准确性和计算速度。建筑设计者在设计过程中,通过虚拟现实技术对建筑整体及周围环境的模拟,加强了人的感官享受,便于更好地完善建筑设计。
二、虚拟技术的概念
虚拟现实技术汇集了计算机图形学、多媒体技术、图像处理与模式识别、智能接口接术、传感器技术、高度并行的实时计算技术、人工智能、人机工程学、语音处理与音响技术、网络技术、人的行为研究及心理学等多项关键技术,是这些技术更高层次的集成和渗透。虚拟技术通常是指以仿真的方式给用户创造一个反映实体对象变化及相互作用的三维世界,并通过头盔显示器、数据手套等辅助传感器设备,提供了一个观察并与该虚拟世界交互的三维界面,使用户可以直接参与和探索仿真对象在所处环境中的作用与变化,获得相应看似真实的体验。
三、虚拟技术的特点
1.沉浸性
对虚拟世界,观察者的情感反映就是沉浸性,由于虚拟现实技术能虚拟出非常逼真的现实世界,用户利用触觉、听觉、视觉来感受发生在虚拟世界中的一切,可以虚拟出机械创新的设计环境,并产生一种身临其境的感觉。
2.多感知性
因为要求虚拟现实技术能够虚拟出现实世界,并让我们人类更好地进行体验,其就必须具备多感知的特性:这不仅包括视觉、触觉、听觉,还应当包含有嗅觉和味觉。
3.交互性
这是虚拟现实技术中的重要特性,是指用户能对虚拟环境中的各物体进行操作并能从物体中得到某些反馈信息。人机交互是虚拟现实系统中的一种近乎自然的交互,使用者能够利用多种交互手段例如电脑键盘、鼠标进行交互,并支持更多的设计行为。
四、虚拟制造技术在现代工程机械制造中的作用
1.增强各种设备的安全性与规范性
在现代化的机械制造技术之中,要保证各种特定的设备具有一定的安全性和保密性,对于不同的工种我们需要进行测特殊阶段的实验,因此数据的可靠性和保密性是我现阶段的一个重要难点问题。各种人员需要及时加大思想意识的培养,促进数据模拟化经营。对于一些特定的经营设备,还需要将其制造技术和其他的研究技术进行不断的融合更新和完善,进一步使得数据设备之中具有更加合适的方式,对不同的实际情况工程进行实地分析,进一步把握建筑工程的具体数据情况。
2.虚拟技术可以更好地进行后期数据的处理与分析
在得到许多重要的数据以后,虚拟技术可以将这些数据做成图形或者动画,通过比对,这些数据就会比我们传统的将数据排列一起更加直观,更加生动。而且利用互联网的强大资源,我们甚至可以比对近十年的数据。直观的数据比对让我们能够更好的认识自己企业的许多方面,从而企业可以清楚的认识自己的劣势,进而增强企业的竞争力。
五、虚拟现实技术在机械制造与设计中的应用
1.机械虚拟制造
虚拟现实技术,在社会机械制造中的融合。在于虚拟现实技术,可以为机械制造,提供一个更为具体的机械制造实践指导,从而最大限度的保障了机械制造的精准性。
(1)机械虚拟产品定位
虚拟现实技术,在机械设计与制造中的应用,体现为虚拟现实技术,也可以作为机械制造与设计市场定位分析手段。传统的机械制造与生产过程,往往是从技术实践的平面视角入手,对机械零件的加工情况进行衡量,但由于人对于机械零件制造的评估,主要是从主观视角进行信息定位,因此,经常会在后期零件应用时,出现生产产品与实际需求之间存在偏差的问题。而运用机械制造零件设计与制造的过程中,运用虚拟现实技术进行加工零件评估,是直接对设计阶段、制造阶段的数据对应分析,产品总体分析过程较为准确,自然也就实现了机械制造产品的精确定位。
(2)三维坐标定位
虚拟现实技术,之所以会为体验者带来真实的体验,是由于虚拟技术信息传播的渠道,始终保障着三维空间的协调定位。就像是集中在一处的电流,各部分的信息是同时传输,同时接收。以此,与一个定点进行信息传播的模式相比,三点同时定位的信息传输,将能够更准确的保障信息传输的准确性。这一点在机械制造中的体现,就是三个空间内的机械结构,可以直接按照立体切割的方式进行处理,而无需按照传统的三视图进行机械结构后期拼接,因此,虚拟现实技术在现代结构中的运用,将为其带来更为可靠的机械加工保障。
假定L类机械制造零件,是本次机械加工需要处理的技术,在进行虚拟现实技术处理时,直接运用X轴、Y轴、Z轴进行三维空间进行加工产品定位,然后直接进行虚拟画面信息的同步传导。案例中提到的L机械金属零件处理的方式,就是虚拟现实技术三维空间坐标,在实际中运用的体现,它对于现代机械制造工作的实施提供了更加灵活的变化。
2.概念设计
所谓的“概念设计”是针对概念产品的设计形式,其目的是为了能够获得产品的基本形态,是产品研发与设计中最为关键的组成部分,对于产品的生产成本有着密切的关系。把虚拟现实技术运用到概念设计中,要从以下两个方面进行着手:一是运用虚拟现实技术优化、改进机械产品概念中的不足之处,既能够为机械制造的设计人员提供语音识别输入所带来的便利性,而且机械产品设计人员还可以通过不同的手势动作以及程序输入的方式进行操作。此外,设计人中也能够通过虚拟技术在三维环境中把产品的立体模型进行数据分析,并对内部结构进行细节调整与优化。二是可以为产品设计人员理清机械概念的思维和设计内涵的表达,让更多的人可以直接、立体地感受产品的设计意图,不仅可以提高机械产品设计的成功概率,还可以强化机械产品在激烈的市场竞争中的核心竞争力。此外,虚拟现实技术的运用也可以让用户的产品体验变得更加完整,而厂商也可以按照用户的体验来对产品的不足之处进行及时调整、改进,并生产出更多让用户满意和认可的产品。
3.机械制造
虚拟现实技术在机械制造中的应用主要有三种表现形式,分别为设计、控制与生产。在机械制造中,相关工作人员可以先行应用虚拟现实技术,模拟在机械制造中的产品设计情况,并以此作为依据对机械产品的制造工艺与技术等进行不断地调整与改进,使得机械制造技术工艺获得提升,提高机械制造的效率与质量水平。在机械制造过程中,则可以应用虚拟现实技术对整体制造过程流程进行模拟,从而更好地控制机械制造工作,对机械制造进行管理,更加细致地对机械制造过程进行监控。在机械制造生产中,虚拟现实技术则能够及时地发现产品问题,从而加以解决处理,提升机械产品品质性能。
结束语
综上所述,浅谈虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用,是数字化技术,与现代机械生产需求相互承接的体现,对于社会资源开发具有借鉴指导作用。在此基础上,为了充分发挥虚拟现实技术的优势,我们需从机械虚拟设计、机械虚拟制造、机械虚拟产品定位方面,对虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用进行探究。因此,浅析虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用,将为我国机械技术全面升级提供借鉴。
参考文献
[1]王硕,林庆霞,刘英建,张斌.虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用[J].科技经济导刊,2020,28(01):86.
[2]黄少华.虚拟仿真技术在矿山机械设计制造中的应用和前景[J].世界有色金属,2018(03):43+45.
[3]朱和鲲.浅谈虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用[J].科技与创新,2015(16):140+143.