一種模具虛擬裝配系統的製作方法

2023-09-16 09:56:10 1

一種模具虛擬裝配系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種模具虛擬裝配系統，綜合應用三維建模軟體Proe、三維渲染軟體3dsmax和虛擬實境軟體virtools，通過虛擬實境技術實現，採用virtools腳本模塊編輯和VSL語言編程相結合的方式完成了系統主界面和各功能模塊的設計。該系統用於拆解和裝配渲染生成的三維模具模型，簡單易學，操作者可以模擬模具的拆裝，在虛擬環境中了解模具的結構。採用本發明的系統進行模具學習和培訓，可以降低培訓成本，縮短學習時間。
【專利說明】一種模具虛擬裝配系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種模具虛擬裝配系統，屬於模具模擬管理領域。

【背景技術】
[0002] 注塑成型是熱塑性和部分熱固性塑料製件的主要成型方法，在塑料成型中佔到一 半以上的份額，在製造業中佔有巨大的市場。隨著塑料注射成型的迅猛發展，模具相關領域 技術人員的大批量培訓已成為迫切需要解決的問題。
[0003] 目前各個高校模具結構的教學，仍以傳統的課堂教學為主，或者配以圖片、簡單動 畫和視、音頻的輔助，實踐不足、缺乏真實情景，已經遠不能滿足工科院校的教學要求，學生 到工廠實習也只能在一旁觀看，到學校模具實驗室練習因時間有限而對模具結構了解不 深。企業傳統的模具結構培訓除了理論介紹之外，一般都在高溫高壓高噪音的生產車間進 行，這既佔用了設備加工時間，為企業帶來經濟損失，而且不利於操作人員的身體健康。


【發明內容】

[0004] 為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種模具虛擬裝配系統，綜合應用三維 建模軟體Proe、三維渲染軟體3dsmax和虛擬實境軟體virtools，通過虛擬實境技術實現， 採用virtools腳本模塊編輯和VSL語言編程相結合的方式完成了系統主界面和各功能模 塊的設計。該系統用於拆解和裝配渲染生成的三維模具模型，簡單易學，操作者可以模擬模 具的拆裝，在虛擬環境中了解模具的結構。
[0005] 本發明為解決其技術問題所採用的技術方案是：提供了一種模具虛擬裝配系統， 用於拆解和裝配由3D軟體建模及渲染生成的三維模具模型，所述模具模型包括2個以上零 件，該系統包括功能內聚的時間模塊、零件信息模塊、模具拆解模塊、模具裝配模塊和移動 旋轉模塊；其中，
[0006] 所述時間模塊包括時間獲取子模塊和時間顯示子模塊；其中，時間獲取子模塊獲 取系統時間，時間顯示子模塊將所獲取的系統時間進行實時顯示；
[0007] 所述零件信息模塊包括滑鼠停留子模塊、零件識別子模塊和零件信息顯示子模 塊；其中，滑鼠停留子模塊實時地獲取滑鼠位置，並判斷當前滑鼠是否停留於零件，若否，則 不進行任何操作；若是，則零件識別子模塊獲取零件名稱，零件信息顯示子模塊顯示零件信 息；
[0008] 所述模具拆解模塊包括拆解激活子模塊和拆解子模塊；其中，所述拆解激活子模 塊用於激活拆解模式；拆解子模塊識別拆解模式是否被激活，若否，則不進行任何操作；若 是，則對每個零件重複以下步驟以完成對模具模型的拆解：
[0009] (1)獲取零件當前位置；
[0010] (2)將零件的當前位置賦值為零件的拆解後位置；
[0011] (3)重置零件位置至拆解後位置；
[0012] 所述模具裝配模塊包括裝配激活子模塊、零件獲取子模塊以及重置子模塊；其中， 裝配激活子模塊用於激活裝配模式；零件獲取子模塊識別裝配模式是否被激活，若否，則不 進行任何操作；若是，則對每個零件重置其零件位置至初始位置，以完成模具模型的裝配；
[0013] 所述移動旋轉模塊包括滑鼠按鍵位置識別子模塊、移動子模塊和旋轉子模塊；其 中，滑鼠按鍵位置識別子模塊識別滑鼠是否有按鍵按下以及滑鼠位置是否發生變化，若鼠 標左鍵按下且滑鼠位置發生改變，則移動子模塊移動滑鼠所選中的模具零件；若滑鼠右鍵 按下且滑鼠位置發生改變，則實時旋轉零件視角。
[0014] 進一步地，所述模具拆解模塊的拆解子模塊將零件的當前位置賦值為零件的拆解 後位置時，拆解後的位置為X[i] + (count-i)*0. 3-2 ;其中，count為模具模型中零件的數 量，i為當前賦值的零件序號，i e [0, count-1]，x[i]為第i個零件的當前位置的X坐標。
[0015] 進一步地，所述模具模型採用與實體1 :1比例建立，虛擬環境中的燈光類型為自 然燈光。
[0016] 進一步地，所有模具模型中的零件設置為一個組，以在修改零件位置時實現批量 設置。
[0017] 本發明基於其技術方案所具有的有益效果在於：
[0018] (1)本發明的三維模型採用1 :1比例建立，虛擬環境中的燈光類型為自然燈光，從 而達到逼真的效果，使學習和培訓人員產生沉浸感；
[0019] ⑵本發明的時間模塊能夠實時顯示學習時間，使學習和培訓人員實時掌握學習 進度；
[0020] (3)本發明的零件信息模塊能夠提供各零件的信息，方便學習和培訓人員熟悉零 件；
[0021] (4)本發明將模具模型中的所有零件設置為一個組，以在修改零件位置時實現批 量設置，簡化了賦值過程，提升效率；
[0022] (5)本發明的模具拆解模塊採用一鍵式處理，利用拆解激活子模塊激活拆解模式， 即觸發拆解子模塊自動將模具的各零件拆解，直觀、省時；
[0023] (6)本發明在進行模具拆解時，可利用簡單公式實現模具位置的重置，易於實現， 且拆解1?效；
[0024] (7)本發明的移動旋轉模塊利用移動子模塊和旋轉子模塊提供學習和培訓人員的 探索機會，通過自由移動模具零件，可以在虛擬環境中練習模具的拆解和裝配，充分利用3D 環境，旋轉視角，從而在360範圍內查看了解模具的各個零件；
[0025] (8)本發明的模具裝配模塊採用一鍵式處理，利用裝配激活子模塊激活裝配模式， 即觸發重置子模塊自動將零散的零件重新裝配，直觀、省時；
[0026] (9)本發明功能專一，效果顯著，可以使模具學習和培訓人員安全、方便、全面、清 晰地了解模具內部結構，在虛擬環境中動手練習模具裝配；
[0027] (10)本發明的模塊結構清晰，一般功能模塊從虛擬實境軟體virtools模塊庫中 調用，通過腳本模塊編輯實現，特殊功能模塊採用VSL編程實現，簡化了開發過程，實用高 效；各個模塊之間通過接口的連接傳遞參數，實現參數的共享；
[0028] (11)採用本發明的系統進行模具學習和培訓，可以降低培訓成本，縮短學習時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發明模具拆解完成狀態界面示意圖。
[0030] 圖2是本發明模具裝配完成狀態界面示意圖。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0032] 本發明提供了一種模具虛擬裝配系統，用於拆解和裝配由3D軟體建模及渲染生 成的模具模型，所述模具模型採用與實體1 :1比例建立，包括2個以上零件，所有零件設置 為一個組，以在修改零件位置時實現批量設置。虛擬環境中的燈光類型為自然燈光。該系 統應用Proe軟體建模，輸出stl格式文件；將stl格式文件導入3dsmax軟體完成模具的渲 染，輸出nmo格式文件；將nmo格式文件導入虛擬實境軟體virtools，採用腳本模塊和VSL 編程結合的方法，完成模具虛擬裝配軟體的主界面及各功能模塊的設計。
[0033] 該系統包括功能內聚的時間模塊、零件信息模塊、模具拆解模塊、模具裝配模塊和 移動旋轉模塊。其中，
[0034] 所述時間模塊包括時間獲取子模塊和時間顯示子模塊；其中，時間獲取子模塊獲 取系統時間，時間顯示子模塊將所獲取的系統時間進行實時顯示。如圖1、圖2所示，界面上 方即為顯示的時間。該設置能夠使學習和培訓人員實時掌握學習進度。
[0035] 所述零件信息模塊包括滑鼠停留子模塊、零件識別子模塊和零件信息顯示子模 塊；其中，滑鼠停留子模塊實時地獲取滑鼠位置，並判斷當前滑鼠是否停留於零件，若否，則 不進行任何操作；若是，則零件識別子模塊獲取零件名稱，零件信息顯示子模塊顯示零件信 息，如圖1所示，模具上方"動模仁"即為顯示的滑鼠停留在的模具零件的名稱。該設置方 便學習和培訓人員熟悉零件。
[0036] 所述模具拆解模塊包括拆解激活子模塊和拆解子模塊；其中，所述拆解激活子模 塊用於激活拆解模式；滑鼠點中圖2所示界面左側"模具拆解"按鈕，即激活拆解模式。拆 解子模塊識別拆解模式是否被激活，若否，則不進行任何操作；若是，則對每個零件重複以 下步驟以完成對模具模型的拆解：
[0037] (1)獲取零件當前位置；
[0038] (2)將零件的當前位置賦值為零件的拆解後位置；；
[0039] (3)重置零件位置至拆解後位置。
[0040] 其中，所述模具拆解模塊的拆解子模塊將零件的當前位置賦值為零件的拆解後位 置時，拆解後的位置可以設置為x[i] + (count-i)*0. 3-2 ;其中，count為模具模型中零件的 數量，i為當前賦值的零件序號，i e [0，count-l]，x[i]為第i個零件的當前位置的X坐 標。
[0041] 則各零件將根據設置進行平移，以完成拆解。拆解完成的界面如圖1所示。利用 拆解激活子模塊激活拆解模式，即觸發拆解子模塊自動將模具的各零件拆解，直觀、省時； [0042] 所述模具裝配模塊包括裝配激活子模塊、零件獲取子模塊以及重置子模塊；其中， 裝配激活子模塊用於激活裝配模式；滑鼠點中圖1所示界面左側"模具裝配"按鈕，即激活 裝配模式。零件獲取子模塊識別裝配模式是否被激活，若否，則不進行任何操作；若是，則對 每個零件重置其零件位置至初始位置，以完成模具模型的裝配。裝配模式採用一鍵式處理， 利用裝配激活子模塊激活裝配模式，即觸發重置子模塊自動將零散的零件重新裝配，直觀、 省時。
[0043] 所述移動旋轉模塊包括滑鼠按鍵位置識別子模塊、移動子模塊和旋轉子模塊；其 中，滑鼠按鍵位置識別子模塊識別滑鼠是否有按鍵按下以及滑鼠位置是否發生變化，若鼠 標左鍵按下且滑鼠位置發生改變，則移動子模塊移動滑鼠所選中的模具零件；若滑鼠右鍵 按下且滑鼠位置發生改變，則實時旋轉零件視角。該模塊充分利用3D環境，旋轉視角，從而 在360範圍內查看模具的各個零件，提供學習和培訓人員的探索機會；也可以移動該零件， 從而自由練習裝配模具。
【權利要求】
1. 一種模具虛擬裝配系統，用於拆解和裝配由3D軟體建模及渲染生成的三維模具模 型，所述模具模型包括2個以上零件，其特徵在於：該系統包括功能內聚的時間模塊、零件 信息模塊、模具拆解模塊、模具裝配模塊和移動旋轉模塊；其中， 所述時間模塊包括時間獲取子模塊和時間顯示子模塊；其中，時間獲取子模塊獲取系 統時間，時間顯示子模塊將所獲取的系統時間進行實時顯示； 所述零件信息模塊包括滑鼠停留子模塊、零件識別子模塊和零件信息顯示子模塊；其 中，滑鼠停留子模塊實時地獲取滑鼠位置，並判斷當前滑鼠是否停留於零件，若否，則不進 行任何操作；若是，則零件識別子模塊獲取零件名稱，零件信息顯示子模塊顯示零件信息； 所述模具拆解模塊包括拆解激活子模塊和拆解子模塊；其中，所述拆解激活子模塊用 於激活拆解模式；拆解子模塊識別拆解模式是否被激活，若否，則不進行任何操作；若是， 則對每個零件重複以下步驟以完成對模具模型的拆解： (1) 獲取零件當前位置； (2) 將零件的當前位置賦值為零件的拆解後位置； (3) 重置零件位置至拆解後位置； 所述模具裝配模塊包括裝配激活子模塊、零件獲取子模塊以及重置子模塊；其中，裝配 激活子模塊用於激活裝配模式；零件獲取子模塊識別裝配模式是否被激活，若否，則不進行 任何操作；若是，則對每個零件重置其零件位置至初始位置，以完成模具模型的裝配； 所述移動旋轉模塊包括滑鼠按鍵位置識別子模塊、移動子模塊和旋轉子模塊；其中，鼠 標按鍵位置識別子模塊識別滑鼠是否有按鍵按下以及滑鼠位置是否發生變化，若滑鼠左鍵 按下且滑鼠位置發生改變，則移動子模塊移動滑鼠所選中的模具零件；若滑鼠右鍵按下且 滑鼠位置發生改變，則實時旋轉零件視角。
2. -種基於權利要求1所述的模具虛擬裝配系統，其特徵在於：所述模具拆解 模塊的拆解子模塊將零件的當前位置賦值為零件的拆解後位置時，拆解後的位置為 x[i] + (count-i)*0. 3-2 ;其中，count為模具模型中零件的數量，i為當前賦值的零件序號， i e [〇, count-1]，x[i]為第i個零件的當前位置的X坐標。
3. -種基於權利要求1所述的模具虛擬裝配系統，其特徵在於：所述模具模型採用與 實體1 :1比例建立，虛擬環境中的燈光類型為自然燈光。
4. 一種基於權利要求1所述的模具虛擬裝配系統，其特徵在於：所述模具模型中的所 有零件設置為一個組，以在修改零件位置時實現批量設置。
【文檔編號】G06F17/50GK104091026SQ201410333120
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】康紅梅, 楊文劍 申請人:中國地質大學（武漢）