虚拟现实技术就是利用计算机来创建一种模拟环境,通过多种传感设备使用户完全投入到该环境中,即可以理解为用户在这个虚拟环境中,实现用户与该环境直接进行自然交互的一种技术。从本质上讲,虚拟现实是一种先进的计算机接口,它听过给用户提供一些直观自然的实时感知交互手段,最大程度的给予用户方便操作,减轻用户的负担,提高工作效率[3]。虚拟现实技术可以应用在不同的地方,其中一个就是实现概念设计的可视化,实现逼真的现场效果,实现复杂环境的模拟实验。虚拟现实技术是关于计算机、传感与测量以及仿真等技术的一项综合集成技术,它主要包括四个重要特征:多感知性、存在感、交互性和自主性。根据上述特征以及虚拟现实的概念,不难把虚拟现实与其他一些技术区分,比如,计算机图形技术,仿真技术以及多媒体技术。其中,论文所要用到的技术就是仿真技术。可以把各种类型的虚拟现实技术分为四类:桌面虚拟现实、增强型虚拟现实、沉浸式虚拟现实以及分布式虚拟现实83970
[4]。虚拟装配技术主要由虚拟装配建模、规划装配顺序与路径、装配干涉检验技术以及装配仿真技术即动画技术组成[5]。虚拟装配建模是产品设计的前提条件,是产品研发以及支持设计的基础工具;规划装配顺序是在各种约束条件下,寻找满足各种约束条件的情况下,能够达到简易并且性能优良的装配顺序;装配干涉检验技术是对产品装配过程进行干涉以检验产品零件尺寸以及装配工艺是否符合实际装配标准,从而确保设计的正确性;最后,装配仿真技术就是在计算机上把零件的实际装配过程包括装配路径和顺序以动画形式表现出来,包括拆装路径和拆装顺序,从而直观的展示出零件的装配过程[6]。
柴油机的试装过程是保证产品达到预期质量的一个重要过程,同时也决定了产品的性能和可靠性能否达到预期要求。另外,在试装过程中也可以检测柴油机结构是否合理,零件加工是否符合技术要求。因此装配测试水平的高低成为决定产品质量的重要因素[7]。论文网
国外目前虚拟现实技术已经在许多领域获得了成功的应用。在航空领域,利用CAD/CAM与虚拟现实结合进行新型飞机的设计。虚拟现实技术在军事及航空航天上取得的成功应用,推动着民用研究的开发,它的应用已经延伸到生产过程中的诸多方面。科研机构或企业的柴油机研制和生产都对柴油机的装配工艺和规范都有着比较严格的要求,并且制定出严格的装配工艺规范。通过Pro/e三维数据模型和装配及动画制作模块对柴油机进行拆装路经与顺序规划,研究柴油机装配、检测方法,为柴油机的生产做好前期准备,最终保证柴油机装配质量和装配速度[8]。国外的一些先进的CAD/CAM/CAE软件都比较多,比较出名的UG,SolidWorks以及Pro/ENGINEER等,这些都加快了其国家工业的发展。
国内虚拟现实技术相对落后,大部分关键技术都是从国外引进的。虚拟装配技术的落后阻碍了相关工业技术的发展。虚拟技术的落后导致设计过程漫长,因为都要实体的利用材料建出实体的零件,再组装成产品,需要大量的人力物力,这样增加了很大的成本,又导致设计周期长,效率比较低的问题。另外,在柴油机的装配和检测上,技术更为落后,工艺装备水平低,装配工艺过程的优化、质量检测与控制等技术都比较落后。国内也在积极的开发CAD/CAM/CAE技术。北京兆迪科技有限公司就是专门从事CAD/CAM/CAE技术开发。