e-works数字化企业网  »  文章频道  »  先进制造技术  »  先进制造技术综合

轧辊虚拟制造技术初探

2012/9/7    来源:万方数据    作者:杨仙  赵振学  王俊伟      
关键字:轧辊虚拟制造  虚拟制造技术  仿真技术  
轧辊虚拟制造是在计算机上用虚拟的轧机模型、虚拟的钢带和虚拟的轧辊来模拟和预估轧辊的功能、性能及加工性等方面可能存在的问题,通过综合运用仿真、建模和分析技术及工具来执行轧辊制造过程。文章从焊管制造行业的角度出发,介绍了轧辊虚拟制造技术的定义、分类,阐述了轧辊虚拟制造技术的特点,讨论了轧辊虚拟制造的建模、仿真和虚拟现实技术。

3 网上轧辊虚拟制造的关键技术

    3.1 建模技术

    虚拟制造系统VMS(Virtual Manufacturing System)是现实制造系统RMS(Real Manufacturing System)模型化、形式化和计算机化的抽象描述和表示。VMS的建模应包括:生产模型、轧辊模型和工艺模型的信息体系结构。

    (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轧辊生产的全过程。

    (2)轧辊模型是制造过程中各类实体对象模型的集合。目前轧辊模型描述的信息有轧辊结构明细表、轧辊形状特征等静态信息。而对VMS来说,要使轧辊生产过程中的全部活动集成,就必须具有完备的轧辊模型,所以虚拟制造下的轧辊模型不再是单一的静态特征模型,它能通过映射、抽象等方法提取轧辊生产过程中各活动所需的模型。

    (3)工艺模型是将工艺参数与影响制造功能的产品设计属性联系起来,以反应生产模型与轧辊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。

    3.2 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。仿真是利用计算机的快速运算能力,用很短时间模拟实际生产中需要很长的生产周期,并可以重复仿真。因此,可以缩短决策时间,避免资金、人力和时间的浪费,优化轧辊设计和制造的实施方案。

    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。

    轧辊制造过程仿真,可归纳为制造系统仿真和加工过程仿真。轧辊虚拟制造系统中的产品开发涉及到轧辊建模仿真、设计过程规划仿真、设计思维过程和设计交互行为仿真等,以便对轧辊设计结果进行评价,实现设计过程早期反馈,减少或避免轧辊设计错误。加工过程仿真,包括切削过程仿真、装配过程仿真,检验过程仿真以及焊接、压力加工、铸造仿真等。

    3.3 虚拟现实技术

    虚拟现实技术VRT(Virtual Reality Technology)是综合利用计算机图形系统、各种显示和控制等接口设备,在计算机上生成的可交互的三维环境(称为虚拟环境)中提供沉浸感觉的技术。

    虚拟现实系统VRS(Virtual Reality System)由图形系统及各种接口设备组成,用来产生虚拟环境并提供沉浸感觉。虚拟现实系统包括操作者、机器和人机接口3个基本要素。它不仅提高了人与计算机之间的和谐程度,也成为一种有力的仿真工具。利用VRS可以对真实世界进行动态模拟,通过用户的交互输入,并及时按输出修改虚拟环境。

4 结束语

    虚拟制造技术在工业发达国家已得到了不同程度的研究和应用。在这一领域,美国波音公司设计的777型大型客机是世界上首架以三维无纸化方式设计出的飞机。我国清华大学、哈尔滨工业大学等科研单位也已经开展了虚拟制造技术的研究工作。当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国国情,进行产品的三维虚拟设计、加工过程仿真、产品装配仿真和如何生成可信度高的产品虚拟样机,并在产品设计阶段能够以比较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性。而轧辊虚拟制造技术的研究在我国刚刚起步,系统的、全面的研究尚未开展,目前仍停留在国外的理论消化与国内环境的结合上。本文对轧辊虚拟制造技术做了一些简单的介绍,希望能为我国焊管事业的发展起到积极推动作用。

责任编辑:程玥
本文为授权转载文章,任何人未经原授权方同意,不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用,e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之,以便进行及时处理。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐