虚拟现实技术在自动化加工中的应用
机械加工工艺中的自动化控制技术
机械加工工艺中的自动化控制技术随着科技的不断进步和发展，机械加工工艺中的自动化控制技术已经成为了现代工厂不可或缺的一部分。
自动化控制技术的应用，不仅提高了机械加工工艺的效率和精度，同时也降低了人力成本，提高了生产的稳定性和可靠性。
本文将对机械加工工艺中自动化控制技术的发展、应用和未来趋势进行探讨。
一、自动化控制技术的发展自动化控制技术是指利用计算机、传感器、执行器等设备实现对生产过程的自动监测和控制。
自动化控制技术的发展可以追溯到19世纪末的工业革命时期，当时蒸汽机、电动机的发明引发了工业生产方式的革命，工厂生产开始逐步由手工作坊向自动化生产线转变。
20世纪50年代以后，随着计算机技术的发展，数字控制（NC）技术开始应用于机械加工工艺中。
NC技术的出现，使得机械加工工艺的自动化程度大大提高，减少了人工操作的繁琐性和出错的可能性。
而随着计算机技术的不断进步和普及，数控技术也逐渐被广泛应用于工业生产的各个环节，从传统的车、铣、刨、磨等加工工艺到现代的激光切割、电火花加工等先进技术，都离不开数控技术的支持。
自动化控制技术在机械加工工艺中有着广泛的应用，其中包括以下几个方面：1. 数控加工：数控加工是自动化控制技术在机械加工工艺中的典型应用。
通过数控机床，操作人员可以通过编程的方式，实现对加工过程的自动控制，包括刀具运动轨迹、切削速度、进给速度等参数的精确控制。
这种方式不仅提高了加工效率和精度，同时也大大降低了操作人员的劳动强度。
2. 自动化装配：在机械加工工艺的生产线中，自动化控制技术也广泛应用于产品的自动化装配。
通过PLC控制系统和传感器的应用，可以实现产品在生产线上的自动检测、定位、组装等工作，大大提高了产品装配的效率和质量。
3. 机器人应用：机器人在机械加工工艺中也有着重要的应用。
例如在焊接、喷涂、搬运等工序中，机器人可以代替人工完成一些重复性较高的工作，提高了生产效率和安全性。
4. 在线监测和质量控制：自动化控制技术还广泛应用于生产过程的在线监测和质量控制。
虚拟现实技术在数控切割实习教学中的应用
虚拟现实技术在数控切割实习教学中的应用【摘要】本文介绍了虚拟现实技术的基本概念、分类及特点，论述了虚拟现实技术在教育教学，尤其是数控切割实习教学中的应用，从而丰富了数控切割实习教学与培训的方法和手段，提高了数控切割实习教学的效果和质量。
【关键词】虚拟现实技术；数控切割实习教学；教育教学随着计算机技术的飞速发展，虚拟现实技术已经从前沿的航天、军事领域开始进入教育领域，并涉及高等教育的各个学科。
虚拟现实技术的出现，为人际交互界面的发展开创了新的研究领域，为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法。
在教育领域，利用计算机来模仿真实的数控设备工作环境并将其应用于数控切割实习教学上，将对整个教学过程产生深远的影响。
一、虚拟现实技术概述虚拟现实技术利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及显示技术、生成三维的虚拟环境，介入者利用键盘、鼠标等输入设备，或者带上头盔、数据手套等传感设备进入虚拟环境，在虚拟环境中进行实时交互，并且能够感知和操作虚拟环境中的各种对象，获得身临其境的感受和体验。
虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和想象力三个基本特征。
在具体的教学实验中，学生可以作为主角存在于虚拟环境中，对虚拟环境内的物体进行操作并从环境中得到自然的反馈，而且当学生沉浸在多维信息空间中时，能够主动地获取知识，寻求解答，形成新的概念。
虚拟现实技术的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且允许用户看到真实世界，还可以看到叠加在真实世界之上的虚拟对象，增强现实丰富了用户对真实世界的感知和人—机交互操作。
该技术主要是将真实世界和虚拟世界在三维空间上进行整合，使二者融为一体，具有实时人—机交互功能。
二、虚拟现实技术在教学中的应用2.1数控切割实习理论学习在传统的教学中，学生只有通过在书本上看到各种教学仪器设备的平面图形，平面图形限制了学生空间想象能力，实际现场教学又增加了学校的投入。
采用虚拟现实技术，我们可以建立一个与实物同样的三维物体，如采用pro/e建模，将各种教学仪器，设别和产品进行实务虚化，并将这些物体以立体形式存放在虚拟教室中。
数控加工仿真在数控教学中的应用
数控加工仿真在数控教学中的应用作者：张桦来源：《职业·中旬》2009年第06期随着我国职业教育事业的飞速发展，以及数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，数控人才成为市场急需的人才。
如何尽快地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程知识和操作技术的数控技能型人才，成为数控教学工作者必须认真思考和研究解决的问题。
一、采用数控加工仿真技术的必要性在传统的操作教学中，数控机床编程与操作的有效训练必须在真实的机床上进行。
但随着学生人数的不断增加，问题逐渐突显出来。
首先，有限的机床数量难以保证每位学生有足够的上机操作时间；并且，数控机床属于高科技产品，品种多、价格高，数控机床的操作训练如果完全依赖数控机床进行实作训练，投入成本太高。
其次，学生在真实机床上操作具有一定的危险性，训练中的错误操作经常会导致设备的损坏，甚至引发人身伤害事故。
总之，传统的机床操作训练方法效率低、教师工作量大、实习训练费用高，已经不能适应当前发展的要求。
探索一种新的数控加工技术教学模式来取代传统的训练方式，成为必然趋势。
笔者认为，数控加工仿真技术的出现，是解决这一问题的重要途径。
二、什么是数控加工仿真技术数控加工仿真技术，模拟实际机床加工环境及其工作状态，是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件。
目前，国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统，并且也运用于数控操作人才培训的教学之中。
利用计算机仿真培训系统进行学习和培训，不仅可以迅速提高被培训人员的理论、操作水平，而且安全、可靠，培训费用低。
数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个重要执行单元。
它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为被培训人员提供了完善的学习方法和学习环境。
数控仿真系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。
AI在虚拟现实技术中的应用
AI在虚拟现实技术中的应用虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）作为一种前沿的技术，已经在各行业得到广泛的应用。
人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）作为另一项颠覆性的技术，也在不断地发展和创新。
本文将探讨AI在虚拟现实技术中的应用，以及这种应用带来的影响和可能的未来发展。
一、虚拟现实技术简介虚拟现实技术是一种通过计算机生成的视觉、听觉和触觉等感官刺激，使用户感受到存在于虚拟世界中的仿真场景。
通过佩戴VR头盔或使用手持设备，用户可以沉浸在虚拟环境中，与虚拟世界进行互动。
二、AI在虚拟现实技术中的应用1. 虚拟人物与AI互动在虚拟现实场景中，通过AI技术可以实现与虚拟人物的真实互动。
AI可以通过语音识别和自然语言处理技术，解析用户的指令并作出相应的反应。
例如，在VR游戏中，玩家可以与虚拟角色进行对话并获取实时的反馈。
2. 虚拟训练和模拟虚拟现实技术结合AI可以应用于各种训练和模拟场景中。
例如，医学学生可以通过VR模拟手术操作，提前熟悉手术步骤和操作技巧。
此外，驾驶员和飞行员等职业也可以通过虚拟现实和AI技术进行逼真模拟，提高应对危险情况的能力。
3. 情感识别和个性化体验AI可以通过虚拟现实技术实现情感识别，并根据用户的情感状态进行调整。
例如，AI可以根据用户的心情和反馈，调整虚拟环境中的光线、气氛等因素，为用户创造出更加适合的体验。
4. 数据处理和分析AI可以结合虚拟现实技术，对大量的虚拟世界数据进行处理和分析。
通过对用户在虚拟环境中的行为轨迹和反应进行分析，可以深入了解用户的行为习惯和情感需求，从而为用户提供个性化的虚拟体验。
三、AI在虚拟现实技术中带来的影响1. 提升用户体验AI在虚拟现实技术中的应用，可以为用户提供更加个性化和逼真的虚拟体验。
通过智能化的互动和情感识别，可以让用户更好地融入到虚拟环境中，增强沉浸感和身临其境的感觉。
2. 节省成本和时间通过AI技术，虚拟现实技术可以在模拟和训练领域发挥更大的作用，提高效率并节省成本。
虚拟现实技术在工业领域的应用
虚拟现实技术在工业领域的应用虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术，在过去的几年中迅速崛起并广泛应用于各行各业。
其在工业领域的使用，已经为企业带来了巨大的潜力与机遇。
本文将探讨虚拟现实技术在工业领域的应用，以及对工作效率、安全生产和员工培训等方面的影响。
一、虚拟现实在产品设计和研发中的应用虚拟现实技术在产品设计和研发中发挥着重要的作用。
传统的产品设计往往需要大量的实物样品和原型，不仅耗时费力，还容易造成资源浪费。
而借助虚拟现实技术，设计师可以在虚拟环境中进行三维建模和实时演示，从而可以在真正生产制造之前推演和验证产品的方方面面。
这不仅提高了设计师的效率，还降低了产品开发的成本。
同时，虚拟现实技术还能够让用户亲身体验产品的外观和功能，以便更好地满足用户的需求。
二、虚拟现实在生产和制造过程中的应用虚拟现实技术在生产和制造过程中的应用也越来越广泛。
通过虚拟现实技术，工人可以在虚拟环境中操作设备和机器，实时观察各种参数和指标的变化，并进行及时的调整和优化，从而提高生产效率和产品质量。
虚拟现实技术还能够模拟各种复杂的生产场景和紧急情况，提供员工培训和应急演练的机会，有助于提高工人的技能和应对突发状况的能力。
三、虚拟现实在安全生产中的应用安全生产一直是工业企业非常重视的一个方面。
借助虚拟现实技术，企业可以模拟各种危险的工作环境和场景，让员工在虚拟环境中进行培训和实践，以提高他们对危险品、危险工艺和安全操作的认识和意识。
虚拟现实技术还可以模拟事故案例，让员工亲自体验并学习如何正确处理危机，从而减少事故的发生和对企业的负面影响。
四、虚拟现实在员工培训和教育中的应用虚拟现实技术在员工培训和教育中的应用越来越受到工业企业的重视。
相较于传统的培训方式，虚拟现实技术能够提供更加身临其境的学习体验，让员工在虚拟环境中进行真实情境的模拟和操作。
这样的培训方式不仅提高了学习效果，还减少了成本和风险。
虚拟现实技术还可以根据员工的实际需求和学习进度，灵活调整学习内容和难度，提供个性化的培训方案。
机械设计中的虚拟现实技术与应用研究
机械设计中的虚拟现实技术与应用研究在当今科技飞速发展的时代，机械设计领域也迎来了一系列的变革与创新。
其中，虚拟现实技术（Virtual Reality，简称 VR）的应用为机械设计带来了全新的视角和方法。
虚拟现实技术通过创建沉浸式的虚拟环境，让设计师能够在一个近乎真实的场景中进行设计、测试和优化，极大地提高了设计效率和质量。
虚拟现实技术在机械设计中的应用具有多方面的优势。
首先，它提供了一种直观的设计方式。
传统的机械设计通常依赖于二维图纸和三维模型，但这些方式在表达复杂的结构和空间关系时往往存在局限性。
而虚拟现实技术可以让设计师“身临其境”地观察和操作设计对象，从各个角度审视其细节，更好地理解设计的形态和功能。
其次，虚拟现实技术有助于提前发现设计中的问题。
在虚拟环境中，设计师可以对机械产品进行模拟装配、运动分析和力学性能测试等。
如果发现某个部件的尺寸不合适、运动轨迹冲突或者受力不均匀等问题，可以及时进行调整和优化，避免在实际制造过程中出现错误和返工，从而节省时间和成本。
再者，虚拟现实技术促进了设计团队之间的沟通与协作。
在一个共享的虚拟空间中，不同专业的设计师可以同时对设计方案进行讨论和修改，直观地展示自己的想法和建议。
这种实时的交互方式能够有效地提高团队的协作效率，减少信息传递的误差。
此外，对于客户来说，虚拟现实技术也提供了更好的产品展示和体验方式。
客户可以在虚拟环境中亲身体验机械产品的操作和性能，提出更具针对性的需求和意见，从而提高客户满意度。
在实际应用中，虚拟现实技术在机械设计的多个环节发挥着重要作用。
在概念设计阶段，设计师可以利用虚拟现实技术快速地构建出多个设计概念，并进行比较和筛选。
通过直观的视觉和触觉反馈，激发创意和灵感，找到更具创新性的设计方案。
在详细设计阶段，虚拟现实技术可以帮助设计师精确地确定零部件的尺寸、形状和位置关系。
通过虚拟装配和干涉检查，确保各个部件之间的配合精度和装配工艺的合理性。
智能制造关键技术(虚拟现实与人工智能技术)
（3）工艺模型。将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来，以 反应生产模型与产品模型之间的交互作用。工艺模型必须具备以下功能：计算 机工艺仿真、制造数据表、制造规划、统计模型以及物理和数学模型。
三维软件绘制的产品模型
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虚拟现实技术制作的模型
2．仿真技术 仿真就是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型，然后在分 析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。由于仿真是以系统模型为 对象的研究方法，不会干扰实际生产系统，同时利用计算机的快速运算能力，仿真可 以用很短时间模拟实际生产中需要很长时间的生产周期，因而可以缩短决策时间，避 免资金、人力和时间的浪费，并可重复仿真，优化实施方案。 仿真的基本步骤为：研究系统——收集数据、建立系统模型——确定仿真算法、 建立仿真模型、运行仿真模型——输出结果并分析。
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二、 虚拟现实在智能制造中的应用 （一）虚拟制造定义及关键技术
虚拟制造技术涉及面很广，如环境构成技术、过程特征抽取、元模型、 集成基础结构的体系结构、制造特征数据集成、多学科交叉功能、决策支持 工具、接口技术、虚拟现实技术、建模与仿真技术等。其中后3项是虚拟制 造的核心技术。
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1．建模技术 虚拟制造系统VMS是现实制造系统RMS在虚拟环境下的映射，是RMS的模型 化、形式化和计算机化的抽象描述和表示。VMS的建模包括生产模型、产品模型和 工艺模型。 （1）生产模型。可归纳为静态描述和动态描述两个方面。静态描述是指系统生 产能力和生产特性的描述。动态描述是指在已知系统状态和需求特性的基础上预测 产品生产的全过程。 （2）产品模型。产品模型是制造过程中，各类实体对象模型的集合。目前产品 模型描述的信息有产品结构、产品形状特征等静态信息。虚拟制造下的产品模型不 再是单一的静态特征模型，它能通过映射、抽象等方法提取产品实施中各活动所需 的模型，包括三维动态模型，干涉检查，应力分析等。
AI技术在家具制造业中的应用
AI技术在家具制造业中的应用随着人工智能（AI）技术的日益发展，越来越多的行业开始意识到其潜在的巨大价值。
家具制造业也没有例外。
AI技术在家具制造业中的应用已经带来了许多重要的变革，从设计到生产，再到销售，AI为这个传统行业注入了创新的能量。
本文将探讨AI技术在家具制造业中的应用，并评估其对该行业的潜在影响。
一、设计阶段在家具制造业的设计阶段，AI技术可以提供许多有价值的帮助。
首先，AI可以通过数据分析和机器学习来预测家具设计的趋势和消费者的需求。
通过收集和分析市场数据、消费者反馈以及其他相关信息，AI可以为设计师提供准确的预测，帮助他们更好地把握市场需求。
其次，AI技术还可以提供智能设计工具，帮助设计师快速创建和优化家具设计。
利用生成对抗网络（GAN）等技术，AI可以生成各种不同样式的家具设计，帮助设计师快速尝试不同的设计方案，并在此基础上进行优化。
二、生产阶段在家具制造业的生产阶段，AI技术也发挥着重要的作用。
首先，AI 可以通过自动化技术提高生产效率和质量。
在传统的家具制造过程中，许多重复且耗时的工作需要人工完成，而AI可以通过自动化机器人和智能控制系统来替代这些工作，提高生产效率和准确性。
其次，AI还可以通过预测性维护技术来减少设备故障和停机时间。
利用传感器和大数据分析，AI可以监测设备运行状态并预测潜在故障，帮助企业采取及时的维修和保养措施，减少设备故障的发生，避免生产中断和延误。
三、销售与客户服务阶段在家具制造业的销售与客户服务阶段，AI技术可以为企业提供更好的销售和服务体验。
首先，AI可以通过推荐系统来提供个性化的选购建议。
根据消费者的购买历史、浏览行为以及其他相关数据，AI可以为消费者推荐最适合他们需求的家具产品，提高销售的转化率。
其次，AI还可以通过虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术提供更真实的购物体验。
消费者可以通过虚拟现实技术在家中模拟家具的摆放效果，或者通过增强现实技术将家具直接放置在他们的现实环境中，从而更好地了解和选择家具产品。
虚拟技术在数控机床设计中的应用
利用虚拟技 术在数控机床设计中的应用， 如弥补机床设计理念的不足、 强化设计的品牌意识 、 提 高设计 的人性化理念、 展现设计的文化特色等 。 【 关键词 】 机床设计 ； 虚拟技术 ； 设计理念； 人性化 ； 文化特 色
而利用 虚拟 现实技术 则正好 可以改变这 一现状 ． 可 以通过 三维动 Ｏ ． 前 言 来展示最新机床 设计理念 、 最新数控机床设 计的功能介绍 、 人 性化 早在 ２ ０ １ １ 年年初 ， 我国的专家院士们 便提出了关 于实施《 数控一 画 。 既节约 了大量 的成本 ． 又增加 了企 业创 新设计 的理念 ． 提 代 机械产品创新应用示范工程 》 的建议 ， 受 到了国家相关部 门的高度 设计方案等 ． 重视。２ ０ １ ２ 年上半年 ， 《 数控一代机械产 品创新应用示范工程》 发布并 高了设计 的效能 实施 。 在此背景下 ， 《 数控一代装备创新工程行动计划》 很快发布 数控 ３ － ２ 利用虚拟技术树立数控机床设计 的新理念 ． 树立品牌意识 在数控 机床设计 的过程 中． 要 树立一个远期 的设计 目 标． 从而树 代装备制造 的发展脉络已然清晰可见 。 《 计划》 表 明， 为实现 目标 ， 将 ２ 年 的南巡 讲话 中就鼓励 中国 重点 组织 实施 五大行动 ： 数控技术 开发与推广服 务平 台建设 、 数 控技 立 自己的品牌意识 邓小平 同志早在 ９ 术开发与产业化 、 数控装备集 成创新 、 数控装备示 范推广 、 数 控装备技 企业 ： “ 我们 应该有 自己的拳头产 品 ． 拥 有 中国 自己的品牌 ； 否则就要 术规 范和标 准体 系建设 。其中 ， Ｐ Ｌ Ｃ 、 人机界 面 、 控 制软件 、 变频器 、 伺 受人欺负” 。 缺乏 品牌意识 ． 是大部分行业和企业 的通病 ， 尤其 是 中小 服驱 动 、 节能电机等 自动化技 术被 作为重点开 发对象 ． 将再享 政策之 企业 ． 由于大 环境 的影 响 ． 中小企 业在 品牌 化 的过程 中存 在着 很多 但 不管情况怎 么样 ． 品牌化 是一个必经之 路 。 数 控机床 雨露 。本文在 了解 了数控机床发展 的方 向后 ， 结合 自身对 数控机床设 客 观的原 因． 生产 企业也 是一样 ． 多数 的企业还是 缺乏这 方面 的意识 。具体 表现 计技术 的了解 ． 简要阐述了虚拟技术在数控机床设计 中的应用 为： 对机 床产 品的工 业设 计缺 乏企 业策 略性 的考 量 ； 缺乏 对机 床设 １ ． 机床 设 计 技 术 的 发 展 态 势 如 果能 通过 虚拟技 术 ． 解决 数控 机 床设计 过 随着 电子信息技术 的发展。 世界机 床业 已进入了 以数字化制造 技 计 品牌连 贯性 的考虑 ： “ 设计一 开发一生产 制造一 宣传 销售一售后 服务 ” ．并 且多 方宣 术为核心的机电一体化时代 ． 其 中数控机床就是代表产 品之 一 数 控 程 ： 就会 在无 形 当中 ． 将 这个 数控 机床 设计 理念 和 品牌逐 步 机床是制造业的加工母机 和国民经济的重要基础 它为国民经济各个 传和 论证 ．
人机协同技术在智能制造中的应用案例
人机协同技术在智能制造中的应用案例智能制造作为当今制造业的发展趋势，不断引入先进技术来提升生产效率和质量。
而人机协同技术作为其中的重要组成部分，已经在智能制造领域得到了广泛应用。
本文将通过几个案例分析，探讨人机协同技术在智能制造中的应用。
案例一：机器人辅助装配在传统制造业中，产品的装配工作往往由人工完成，这不仅费时费力，还容易出现人为错误。
而引入机器人辅助装配技术后，可以通过与操作人员的协同合作，提高装配效率和准确性。
例如，在汽车制造过程中，机器人可以负责重复性、繁琐的装配工作，而操作人员则负责监控和调整机器人的动作。
这样既减轻了人力负担，又提高了装配效率和产品质量。
案例二：虚拟现实技术支持维修保养在智能制造中，维修保养是一个重要环节。
传统维修过程中，操作人员往往需要参考繁琐的维修手册，导致效率低下和错误的风险。
而引入虚拟现实技术后，可以为操作人员提供直观的指导和实时反馈。
例如，在航空维修中，操作人员可以戴上虚拟现实眼镜，通过三维模型和操作提示来进行维修，能够更快速、准确地完成任务，并提高维修质量。
案例三：智能传感器应用于质量检测在制造过程中，质量检测是保证产品一致性和合格性的重要环节。
传统的质量检测通常需要大量人力和时间，且容易受到主观因素的影响。
而应用智能传感器技术后，可以实现自动化的质量检测。
例如，在电子产品制造中，通过引入传感器网络，可以实时监测生产过程中的温度、湿度、电流等指标，并与预设标准进行比较，实现自动化质量控制和提前预警，从而提高产品质量和生产效率。
案例四：协作机器人在流水线生产中的应用流水线生产是传统制造业中常见的生产方式。
随着协作机器人技术的发展，将协作机器人引入流水线生产，实现人机协同，可以进一步提高生产效率和灵活性。
例如，在电子产品组装过程中，协作机器人可以负责传递物料、装配零件，而操作人员则负责质量检查和终端装配。
这种人机协作的方式不仅提高了生产效率，还能够应对不同产品的变化和个性化需求。
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追求 的 目标 。随着 虚拟现实技术 的不断发展 ， 其越来
越多地应用 到 自动化生产 中。 虚拟现实 的应用不仅可
以提高生产效 率 ， 更重 要的是 可以避 免一些 不必要 的
损失和浪费 ， 虚拟现实技术将在将来 的工业生产 中发 挥越来越重要 的作用 。 以下简单介绍虚拟现实在工业
生产中的主要应用 。
环境 中人与人或者人与周 围环境 的交流那样进行 。 为
拟场景 中虚拟物体 的各种参 数 ， 动的速度 、 向 如运 方 等， 虚拟现实技术能够实 时向用户反馈操纵信 息和结 誊
果， 同时用户可以将 自己的动作通过数据采集设备将 ≯
数据传输到虚拟系统 中 ， 这就是 虚拟现 实技术 的交互 童 瓤
展， 已深人到人类生产 生活中 的各个领域 。计算机 技
术不仅把人们从繁重 的计算 任务 中解放 出来 ， 同时还 为人们提供 了友好的交互界 面。 如何同计算 机进行 有 效 的交流便成为一项 重要 的任务 ， 现在 主要 的交 流方 式是通过键盘 、 鼠标 、 显示器等设备 ， 并没有 实现人机 之间的交互性 。 人与计 算机的交流并 没有实现像 现实
虚拟现实技术在 自动化加工中的应用
虚拟现实技术在 自动化加工中的应用
沈国森 （ 天津市铁合金 厂， 天津 ３００ ） ０４０
一
［摘要 ］ 介绍了虚拟 现实技术 的概念 、 特点 、 基本要 素及重要性 。分析 了虚拟现实技术在工业 自动化／ ３过程 中的应用 ，～ Ｊ： ｎ 如三维造型 、 虚拟制造等 ， 对其应用发 展前 景进 行了展望 。随着 三维造型技术及虚拟现实技术的不断发展 ， 机械加工过程将会
术 的 目的就是使 用户感 觉 自己处 在计算 机 系统 所建
具 和人体 自身 。在虚拟现实环境技术 中 ， 人不仅可 以
控制当下 的活动和可能产生 的结果 ， 还可 以通过虚拟
立 的虚拟环境 之 中， 使人能全方位 体验虚拟世界 中的 各个 因素 ， 觉 自己是其 中参 与者 。 感 在虚拟环境 中 ， 用 户 的真 实度感受 是衡量 虚拟现实 技术 的一项重 要指 标 。在这种 “ 真实” 环境 中人们不仅 能够看到 ， 而且还
可 以听 到 、触摸 ” ， 至可 以通过 嗅觉 来感受 虚拟 “ 到 甚 环境 中发生 的一切 。 这种感觉使人们完全沉浸在虚拟
现 实技术控制异 时异地 的活动和结果 。 的控制在 人
整个虚拟 现实系统 中发挥 了决定性作用 ， 其主观能动 性得 到了充分 的发挥 ， 同时体现 了计算机技术控制系
性［］构想性 是指虚拟场景 的构建是人们思想的直接 １。 － ３ 体现 ， 是人们 为了达到一 定 目的而构 建 的 ， 类 的思 人
想在其 中具有指导性。 ２ 虚拟现 实技术的基本要素 ． ２
方便人与计算机 的交 流 ， 使人 置身于一种 “ 真实 ” 的环 境 中，ｕ ｅ ａ ｄ １６ Ｓ ｔ ｒ ｎ 在 ９ ５年提 出 “ 过屏幕人们可 以 ｈｌ 通 观察一个看起来真实 、 动起来 真实 、 听起来真实 、 觉 感 真实 的虚 拟世界 ” 。虚 拟现 实技 术 （ｉｕｌ ｒａｔ， ｖ ｔａ ｅｌｖ ｒ ｉ Ｖ ） 由计算 机产生一个集 视 、 、 、 Ｒ是 听 触 力等感觉 于一 体的沉浸式交互式环境 ， 操作 者借助必要 的设备 以人 类 自然 的方式 同虚拟 三维环 境 中的物体进行交互 ， 产 生身临其境的感受与体验 。 拟现实技术 融合 了数 字 虚 图像处 理 、 计算 机 图形 学 、 多媒 体技术 、 网络 技术 、 传
３１ 三 维 造 型 ．
维造型技术是工业 自动化的基础 ， 通过虚拟 的 ｉ维图像 可使产 品更加直观 。 它是通 过三维造型软件
对待加 工工件的线框 、 曲面等进行描述来建立起立体
的、 有光有色的虚拟产品 。三维图像 更加符合人们 的
统 的精确 、 数据量大等特点 。
３ 虚拟现实在 工业 自动化 生产 中的应用
（微 机 应 用 与 自 动 化 ）
一 １ ２—
天滓 ４ 幺＂ －
在 工业领 域中 ， 实现 自动化一直是各制造部门所 拟加工工艺等 内容 。 本研究是在数控虚拟机床上完成 的， 虚拟机床系统界面如图 ３ 所示 。
全面实现 自 动化。 关键词 虚拟现 实技 术 三维造型 计算机 机床 自动化 应用
≮ ０
蠼
１ 引言 在过去 的几 十年 中 ， 计算 机技术得到 了飞速的发 世界所创造 的环境 中 ， 这就是虚拟现实技术 的首要特 ＿ 征——沉浸性 。在虚拟环境 中 ， 用户可 以直接控制虚
虚拟 现实技术 主要 由检 测模块 、 反馈模 块 、 传感 器模块 、 控制模块 、 建模模块 、Ｄ模块 等部分组成 ， ３ 如
图 １ 所示 。
感器与测量技术 、仿真 与人 工智能等多个信息技术 。 虚拟现 实系统是 以计算 机硬件 的飞速发 展及 软件 的
多样化为基础 ， 使参与者 能交 互地观察和操纵 系统 生 成的虚拟世界 。
２ 虚拟现 实技术及基本要素
图 １ 虚 拟 现 实 系 统 构 成
检浈 、 ０反馈模块包括多种感知手段 的硬件设备及
传感器 ， 它包括 显示器 、 头盔设备 以及各种力 的测量及反馈设备 。 用户通过控
制模块 ， 括头盔跟踪器 、 包 数据手套 、 肢体衣等来实现
２１ 虚拟现 实技 术的特 点 ．
用 户对周 围环境 指令的下达 ， 控制虚拟场景 中虚拟物 体 的实时交互动作 。
虚拟现实技术 的控制主要 由两部分完成 ： 技术工
虚拟 现实有 三大 特点 ： 沉浸性 （ ｅｓ ｎ 、 ｉ ｒｉ ）交互 ｍｍ ｏ
性 （ ｔｒ ｔ ｉ ） 构想性 （ ｇ ａ ｏ ） ｉ ｅａ ｉ ｔ 和 ｎ ｃｖｙ ｉ ｉ ｔ ｎ 。虚拟 现实技 ｍａ ｎ ｉ