CN104091026A - 一种模具虚拟装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模具虚拟装配系统，综合应用三维建模软件Proe、三维渲染软件3dsmax和虚拟现实软件virtools，通过虚拟现实技术实现，采用virtools脚本模块编辑和VSL语言编程相结合的方式完成了系统主界面和各功能模块的设计。该系统用于拆解和装配渲染生成的三维模具模型，简单易学，操作者可以模拟模具的拆装，在虚拟环境中了解模具的结构。采用本发明的系统进行模具学习和培训，可以降低培训成本，缩短学习时间。

Description

一种模具虚拟装配系统

技术领域

本发明涉及一种模具虚拟装配系统，属于模具模拟管理领域。

背景技术

注塑成型是热塑性和部分热固性塑料制件的主要成型方法，在塑料成型中占到一半以上的份额，在制造业中占有巨大的市场。随着塑料注射成型的迅猛发展，模具相关领域技术人员的大批量培训已成为迫切需要解决的问题。

目前各个高校模具结构的教学，仍以传统的课堂教学为主，或者配以图片、简单动画和视、音频的辅助，实践不足、缺乏真实情景，已经远不能满足工科院校的教学要求，学生到工厂实习也只能在一旁观看，到学校模具实验室练习因时间有限而对模具结构了解不深。企业传统的模具结构培训除了理论介绍之外，一般都在高温高压高噪音的生产车间进行，这既占用了设备加工时间，为企业带来经济损失，而且不利于操作人员的身体健康。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种模具虚拟装配系统，综合应用三维建模软件Proe、三维渲染软件3dsmax和虚拟现实软件virtools，通过虚拟现实技术实现，采用virtools脚本模块编辑和VSL语言编程相结合的方式完成了系统主界面和各功能模块的设计。该系统用于拆解和装配渲染生成的三维模具模型，简单易学，操作者可以模拟模具的拆装，在虚拟环境中了解模具的结构。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种模具虚拟装配系统，用于拆解和装配由3D软件建模及渲染生成的三维模具模型，所述模具模型包括2个以上零件，该系统包括功能内聚的时间模块、零件信息模块、模具拆解模块、模具装配模块和移动旋转模块；其中，

所述时间模块包括时间获取子模块和时间显示子模块；其中，时间获取子模块获取系统时间，时间显示子模块将所获取的系统时间进行实时显示；

所述零件信息模块包括鼠标停留子模块、零件识别子模块和零件信息显示子模块；其中，鼠标停留子模块实时地获取鼠标位置，并判断当前鼠标是否停留于零件，若否，则不进行任何操作；若是，则零件识别子模块获取零件名称，零件信息显示子模块显示零件信息；

所述模具拆解模块包括拆解激活子模块和拆解子模块；其中，所述拆解激活子模块用于激活拆解模式；拆解子模块识别拆解模式是否被激活，若否，则不进行任何操作；若是，则对每个零件重复以下步骤以完成对模具模型的拆解：

(1)获取零件当前位置；

(2)将零件的当前位置赋值为零件的拆解后位置；

(3)重置零件位置至拆解后位置；

所述模具装配模块包括装配激活子模块、零件获取子模块以及重置子模块；其中，装配激活子模块用于激活装配模式；零件获取子模块识别装配模式是否被激活，若否，则不进行任何操作；若是，则对每个零件重置其零件位置至初始位置，以完成模具模型的装配；

所述移动旋转模块包括鼠标按键位置识别子模块、移动子模块和旋转子模块；其中，鼠标按键位置识别子模块识别鼠标是否有按键按下以及鼠标位置是否发生变化，若鼠标左键按下且鼠标位置发生改变，则移动子模块移动鼠标所选中的模具零件；若鼠标右键按下且鼠标位置发生改变，则实时旋转零件视角。

进一步地，所述模具拆解模块的拆解子模块将零件的当前位置赋值为零件的拆解后位置时，拆解后的位置为x[i]+(count-i)*0.3-2；其中，count为模具模型中零件的数量，i为当前赋值的零件序号，i∈[0,count-1]，x[i]为第i个零件的当前位置的x坐标。

进一步地，所述模具模型采用与实体1：1比例建立，虚拟环境中的灯光类型为自然灯光。

进一步地，所有模具模型中的零件设置为一个组，以在修改零件位置时实现批量设置。

本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：

(1)本发明的三维模型采用1：1比例建立，虚拟环境中的灯光类型为自然灯光，从而达到逼真的效果，使学习和培训人员产生沉浸感；

(2)本发明的时间模块能够实时显示学习时间，使学习和培训人员实时掌握学习进度；

(3)本发明的零件信息模块能够提供各零件的信息，方便学习和培训人员熟悉零件；

(4)本发明将模具模型中的所有零件设置为一个组，以在修改零件位置时实现批量设置，简化了赋值过程，提升效率；

(5)本发明的模具拆解模块采用一键式处理，利用拆解激活子模块激活拆解模式，即触发拆解子模块自动将模具的各零件拆解，直观、省时；

(6)本发明在进行模具拆解时，可利用简单公式实现模具位置的重置，易于实现，且拆解高效；

(7)本发明的移动旋转模块利用移动子模块和旋转子模块提供学习和培训人员的探索机会，通过自由移动模具零件，可以在虚拟环境中练习模具的拆解和装配，充分利用3D环境，旋转视角，从而在360范围内查看了解模具的各个零件；

(8)本发明的模具装配模块采用一键式处理，利用装配激活子模块激活装配模式，即触发重置子模块自动将零散的零件重新装配，直观、省时；

(9)本发明功能专一，效果显著，可以使模具学习和培训人员安全、方便、全面、清晰地了解模具内部结构，在虚拟环境中动手练习模具装配；

(10)本发明的模块结构清晰，一般功能模块从虚拟现实软件virtools模块库中调用，通过脚本模块编辑实现，特殊功能模块采用VSL编程实现，简化了开发过程，实用高效；各个模块之间通过接口的连接传递参数，实现参数的共享；

(11)采用本发明的系统进行模具学习和培训，可以降低培训成本，缩短学习时间。

附图说明

图1是本发明模具拆解完成状态界面示意图。

图2是本发明模具装配完成状态界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种模具虚拟装配系统，用于拆解和装配由3D软件建模及渲染生成的模具模型，所述模具模型采用与实体1：1比例建立，包括2个以上零件，所有零件设置为一个组，以在修改零件位置时实现批量设置。虚拟环境中的灯光类型为自然灯光。该系统应用Proe软件建模，输出stl格式文件；将stl格式文件导入3dsmax软件完成模具的渲染，输出nmo格式文件；将nmo格式文件导入虚拟现实软件virtools，采用脚本模块和VSL编程结合的方法，完成模具虚拟装配软件的主界面及各功能模块的设计。

该系统包括功能内聚的时间模块、零件信息模块、模具拆解模块、模具装配模块和移动旋转模块。其中，

所述时间模块包括时间获取子模块和时间显示子模块；其中，时间获取子模块获取系统时间，时间显示子模块将所获取的系统时间进行实时显示。如图1、图2所示，界面上方即为显示的时间。该设置能够使学习和培训人员实时掌握学习进度。

所述零件信息模块包括鼠标停留子模块、零件识别子模块和零件信息显示子模块；其中，鼠标停留子模块实时地获取鼠标位置，并判断当前鼠标是否停留于零件，若否，则不进行任何操作；若是，则零件识别子模块获取零件名称，零件信息显示子模块显示零件信息，如图1所示，模具上方“动模仁”即为显示的鼠标停留在的模具零件的名称。该设置方便学习和培训人员熟悉零件。

所述模具拆解模块包括拆解激活子模块和拆解子模块；其中，所述拆解激活子模块用于激活拆解模式；鼠标点中图2所示界面左侧“模具拆解”按钮，即激活拆解模式。拆解子模块识别拆解模式是否被激活，若否，则不进行任何操作；若是，则对每个零件重复以下步骤以完成对模具模型的拆解：

(1)获取零件当前位置；

(2)将零件的当前位置赋值为零件的拆解后位置；；

(3)重置零件位置至拆解后位置。

其中，所述模具拆解模块的拆解子模块将零件的当前位置赋值为零件的拆解后位置时，拆解后的位置可以设置为x[i]+(count-i)*0.3-2；其中，count为模具模型中零件的数量，i为当前赋值的零件序号，i∈[0,count-1]，x[i]为第i个零件的当前位置的x坐标。

则各零件将根据设置进行平移，以完成拆解。拆解完成的界面如图1所示。利用拆解激活子模块激活拆解模式，即触发拆解子模块自动将模具的各零件拆解，直观、省时；

所述模具装配模块包括装配激活子模块、零件获取子模块以及重置子模块；其中，装配激活子模块用于激活装配模式；鼠标点中图1所示界面左侧“模具装配”按钮，即激活装配模式。零件获取子模块识别装配模式是否被激活，若否，则不进行任何操作；若是，则对每个零件重置其零件位置至初始位置，以完成模具模型的装配。装配模式采用一键式处理，利用装配激活子模块激活装配模式，即触发重置子模块自动将零散的零件重新装配，直观、省时。

所述移动旋转模块包括鼠标按键位置识别子模块、移动子模块和旋转子模块；其中，鼠标按键位置识别子模块识别鼠标是否有按键按下以及鼠标位置是否发生变化，若鼠标左键按下且鼠标位置发生改变，则移动子模块移动鼠标所选中的模具零件；若鼠标右键按下且鼠标位置发生改变，则实时旋转零件视角。该模块充分利用3D环境，旋转视角，从而在360范围内查看模具的各个零件，提供学习和培训人员的探索机会；也可以移动该零件，从而自由练习装配模具。

Claims (4)

1.一种模具虚拟装配系统，用于拆解和装配由3D软件建模及渲染生成的三维模具模型，所述模具模型包括2个以上零件，其特征在于：该系统包括功能内聚的时间模块、零件信息模块、模具拆解模块、模具装配模块和移动旋转模块；其中，

所述时间模块包括时间获取子模块和时间显示子模块；其中，时间获取子模块获取系统时间，时间显示子模块将所获取的系统时间进行实时显示；

所述零件信息模块包括鼠标停留子模块、零件识别子模块和零件信息显示子模块；其中，鼠标停留子模块实时地获取鼠标位置，并判断当前鼠标是否停留于零件，若否，则不进行任何操作；若是，则零件识别子模块获取零件名称，零件信息显示子模块显示零件信息；

所述模具拆解模块包括拆解激活子模块和拆解子模块；其中，所述拆解激活子模块用于激活拆解模式；拆解子模块识别拆解模式是否被激活，若否，则不进行任何操作；若是，则对每个零件重复以下步骤以完成对模具模型的拆解：

(1)获取零件当前位置；

(2)将零件的当前位置赋值为零件的拆解后位置；

(3)重置零件位置至拆解后位置；

所述模具装配模块包括装配激活子模块、零件获取子模块以及重置子模块；其中，装配激活子模块用于激活装配模式；零件获取子模块识别装配模式是否被激活，若否，则不进行任何操作；若是，则对每个零件重置其零件位置至初始位置，以完成模具模型的装配；

所述移动旋转模块包括鼠标按键位置识别子模块、移动子模块和旋转子模块；其中，鼠标按键位置识别子模块识别鼠标是否有按键按下以及鼠标位置是否发生变化，若鼠标左键按下且鼠标位置发生改变，则移动子模块移动鼠标所选中的模具零件；若鼠标右键按下且鼠标位置发生改变，则实时旋转零件视角。

2.一种基于权利要求1所述的模具虚拟装配系统，其特征在于：所述模具拆解模块的拆解子模块将零件的当前位置赋值为零件的拆解后位置时，拆解后的位置为x[i]+(count-i)*0.3-2；其中，count为模具模型中零件的数量，i为当前赋值的零件序号，i∈[0,count-1]，x[i]为第i个零件的当前位置的x坐标。

3.一种基于权利要求1所述的模具虚拟装配系统，其特征在于：所述模具模型采用与实体1：1比例建立，虚拟环境中的灯光类型为自然灯光。

4.一种基于权利要求1所述的模具虚拟装配系统，其特征在于：所述模具模型中的所有零件设置为一个组，以在修改零件位置时实现批量设置。