虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的模擬(已修改)
2025-07-26 01:57 本頁(yè)面
【正文】 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的模擬摘要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)是一項(xiàng)快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，其可以幫助相關(guān)專業(yè)人進(jìn)行完全的模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而可以進(jìn)一步大大提高其整體影響，同時(shí)為人機(jī)之間提供了一個(gè)更加直觀的鏈接平臺(tái)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在好多地區(qū)被成功地應(yīng)用于許多領(lǐng)域中，包括快速印刷，制造業(yè)，科學(xué)的可視化，工程上以及教育中等等。該論文以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造工藝中的應(yīng)用做一個(gè)新的論述。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；虛擬制造；虛擬環(huán)境1. 簡(jiǎn)介對(duì)于當(dāng)今制造領(lǐng)域的生產(chǎn)廠家而言，為了提高生產(chǎn)效率和降低制造成本，他們亟需將概念化的新興技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品。這些新興技術(shù)中就包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)。關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的來(lái)源可以向后追蹤到“最終顯示”中[1]，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使其應(yīng)用者通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)入到三維(3D)世界中，這些虛擬的東西猶如實(shí)物一樣，應(yīng)用人員可以隨意觀察,拖動(dòng)以及分析。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)際是通過(guò)假設(shè)構(gòu)造的初始概念，是將人大腦想象出來(lái)的的東西通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形表示出來(lái)。該技術(shù)也是一種新型的獲取技術(shù)知識(shí)的渠道，也是以前未曾敢于想象的一種思想概念[2]。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)在許多領(lǐng)域貢獻(xiàn)更大作用。虛擬制造技術(shù)(VM)是一種將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)中的生產(chǎn)技術(shù)，然而，當(dāng)Shukla et al.[4]對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)再次有了一定貢獻(xiàn)和發(fā)展時(shí)，其實(shí)早在1995年[3]，馬里蘭大學(xué)的研究者已將該技術(shù)介紹到了虛擬制造技術(shù)中。虛擬制造技術(shù)就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以幫助制造系統(tǒng)[5]獲取到真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)、位置以及其相關(guān)特點(diǎn)，虛擬制造技術(shù)為在“計(jì)算機(jī)中生產(chǎn)”提供了可能。也就是說(shuō)虛擬制造技術(shù)會(huì)提供一個(gè)非常強(qiáng)大的模擬仿真環(huán)境，使得所有產(chǎn)品包括關(guān)聯(lián)在一起的制造工藝在內(nèi)的制造和裝配工序，都可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)模擬。. 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類Ivan Sutherland詳細(xì)的介紹過(guò)模擬世界的關(guān)鍵在于完整的感官輸入和輸出，這也是當(dāng)前關(guān)于研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)之所在。他的挑戰(zhàn)在于如何使得計(jì)算機(jī)屏幕成為人們感覺(jué)虛擬中的東西猶如真實(shí)的:即看著真實(shí)，用著真實(shí)，聽(tīng)著真實(shí)和感覺(jué)著真實(shí)[1]。雖然將所有的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類很難，但是大多的組態(tài)大致可以分成主要的三種，并且每類都可以通過(guò)實(shí)際的深入深入程度或是用以解決該問(wèn)題的方法來(lái)標(biāo)注。這些類別包括nonimmersive(桌面)系統(tǒng)，semiimmersive投影系統(tǒng)，以及如表1所示的深入浸入系統(tǒng)。已經(jīng)有大量的關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軟件出現(xiàn)在市場(chǎng)上了，這些軟件可以應(yīng)用于開(kāi)發(fā)不同領(lǐng)域虛擬環(huán)境(如Superscape VRT和SENSE8)，此外，這些軟件包已經(jīng)被應(yīng)用于虛擬生產(chǎn)開(kāi)發(fā)當(dāng)中（如：DELMIA）。DELMIA軟件包已經(jīng)為相關(guān)專業(yè)人員提供用以開(kāi)發(fā)虛擬生產(chǎn)環(huán)境，從而來(lái)幫助完成生產(chǎn)計(jì)劃，費(fèi)用估算，廠區(qū)配置，工效學(xué)，機(jī)器人學(xué)，機(jī)械學(xué)，相關(guān)檢查，工廠模擬，生產(chǎn)管理等等。. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用制造業(yè)會(huì)為一個(gè)在國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程中提供非常大的動(dòng)力，然而，當(dāng)今的制造業(yè)越來(lái)越難以滿足顧客的需求，并且越來(lái)越失去競(jìng)爭(zhēng)力了。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在近十年的發(fā)展，已經(jīng)大 表1 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) Nonimmersive虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) Semiimmersive虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) Fullyimmersive虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輸入設(shè)備 鼠標(biāo)，鍵盤，操縱桿，軌跡球。 操縱桿，空間球和數(shù)據(jù)手套 手套，語(yǔ)音命令輸出設(shè)備 高清晰度的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 大屏幕監(jiān)視器，大屏幕投影儀系統(tǒng)， 頂部安裝的顯示器 (HMD), CAVE 多重的電視投影系統(tǒng)解決率 高 高 中等偏下浸沒(méi)感 中等 中等偏上 高相互干涉 低 中等 高 價(jià)格 成本最低 貴
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