三维仿真论文精选(九篇)

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第1篇：三维仿真论文范文

关键词：建模，装配仿真，干涉检查

 

1 引言虚拟制造是实际制造工程在计算机上的映射，船舶建造仿真要求采用三维的模型来代替实际的制造工程，将在车间、船台（坞）的工作在虚拟的环境下先运行一遍，从分段装配、舾装配合、动力学性能、流体力学性能等多方面进行系统的分析，从而得出船舶建造的逻辑顺序与合理性，并为建造过程的优化准备好数据基础。

2 船舶建造数字建模及装配仿真要求船舶的建造是一个复杂的系统工程，现代造船技术以中间产品为导向，采用成组技术和计算机集成制造技术，有层次的对整个建造工程实施分解，在不同的阶段，对三维建模有不同的要求。在以进行船舶建造作业计划编制为目的，同时满足生产设计需要的情况下，对船舶数字化建模和装配仿真技术的要求是[1,2]：（1）提供编制计划所需要的产品特征信息，包括产品的几何特征、物理特征、工程结构特征等。在实际建造前根据数学基础与图形学映射关系确定各个零件的配合情况；（2）对产品进行干涉检查，确定整个装配方案的可行性，在虚拟环境下消除产品的设计缺陷；（3）通过装配仿真，给出产品的装配信息与约束信息，确定生产计划所需要的装配逻辑顺序；（4）以虚拟制造技术为基础，通过仿真，构建装配工艺路线，实现可行的装配工艺规划；（5）进行装配工艺仿真后处理，给出适合生产实际的三维模型与工艺文件。

3 数字化三维模型的建立这里使用的是CATIA V5 软件进行建模装配仿真与干涉检查。CATIA V5 是IBM 和达索系统公司共同推出的CAD/CAE/CAM 软件，该软件能够在windows和Unix 等平台上运行，具有较强的三维造型功能，还有较强的运动仿真功能模块。

3.1 造船工程分解与任务包的确定

进行三维数字化建模，不能单纯的为了建模而建模，如果只是将船舶按其二维图纸做成三维物体，则失去了建模的意义。以生产计划编制为目标的数字化建模通过船舶工程分解，来分清整个工艺过程，确立任务包，在此基础之上，为后面的装配仿真打下信息基础。

船舶生产的过程实际上是制造零部件，即所谓的“中间产品”。免费论文。这些中间产品经过几个制造级的逐渐变大变复杂，终而形成一艘船，即最终产品。免费论文。因此从中间产品的角度来分解船舶的建造任务是理想的方案，这就是产品导向型分解。产品导向型工程分解的原理是：任何系统结构都是层次分明有序可循的，通过层层分解可以通过图表的形式揭示其有序结构。

产品导向型工程分解用于造船时，首先按照任务本质的不同将造船全过程分为船体建造、舾装和涂装三大类，每一大类又分为加工和装配两种作业。例如，将船体建造分为零件加工、零件装配、部件装配、小分段装配、分段装配、大分段装配和船体合拢7 个制造级。

3.2 分段模拟建模

（1）船体外板的建模

本文是在具有船壳曲面型值表的基础上进行船壳曲面的三维建模。由于型值表中的数据有间隔，在生成型线后，还进一步对其进行了光顺。在具体建模过程中环境的设置如下：以X 正方向为船艏方向，Y 正方向为船右舷方向，Z 正方向为船高方向。只需XZ 平面一边建立一半船壳曲面，另一边映射即可。在生成所有曲面之后，如果还有局部的地方出现棱角，还可以充分利用CATIA 中的曲面修改功能，对于有棱角的地方可以把带有棱角线两边的曲面连接（Join）成一大块，然后在棱角线两边分别用两个参考面把这块大面截断（Split）成两块面，去掉中间有棱角线的曲面。再由这两块Split面通过Blent（or Fill）命令连接起来，Blend（or Fill）命令中有保证曲面光顺连接的选项，可以保证曲面的光顺连接。对于凹凸不平的小块曲面也可以用这种方法来修改。

（2）零件的建模

零件的建模，其目的是为了在以后的装配仿真和生产计划编制中提供必要的信息。其应具备下列基本策略：

（a）特征设计与特征提取的综合利用。特征是产品建模的强有力支持。建模时应将特征设计与特征提取结合起来，充分利用现有的CAD 系统所提供的特征造型功能，尽量从有关内部数据库直接提取，同时要充分的利用人机交互共功能，通过交互输入定义。

（b）面向对象的建模方式。面向对象的建模方式，具有先粗后精，由抽象到具体的特点，符合产品设计时的自然思维习惯，应在建模中得到充分应用。

（c）模型的层次化组织。免费论文。在建模过程中，应该具有大局观，不能只盯着一个构件，而是应该考虑整体的层次性，在经过详细科学的分解以后，分层有计划的建模。

模型不仅要处理设计系统的输入信息，还应能处理设计工程中的中间信息和结果信息，因此模型的信息应随着设计过程的推进而逐步丰富和完善。

4 装配仿真与干涉检查船舶装配仿真与干涉检查是在虚拟的环境下确定船舶的作业逻辑顺序，提供生产工艺数据资料，检验工艺与设计的可行性。它是船舶虚拟制造和生产作业计划的至关重要的一环，是进行生产规划的基础。装配仿真包括了零件装配、部件装配和分段装配三个制造级的任务包。在进行装配仿真的过程中，应该按照工艺顺序依次进行虚拟，其作用如下：(1) 拟定装配方案，优化装配结构。从设计和制造工艺出发，在各种约束中寻求装配的合理性与最优性；(2) 改进装配性能，降低装配成本。船舶装配所涉及的零件种类繁多，数量巨大，装配仿真的任务首先要确保产品的装配到位，然后要求装配能够比较容易实现，尽量降低成本；(3) 产品可制造性的基础。由于目前详细设计一般还是二维的，必须在虚拟三维环境下检查产品的可行性；(4) 为计划提供必要的信息数据。

4.1 装配仿真

装配仿真的覆盖范围很广泛，这里具体来说包括装配顺序、装配路径和装配工艺三个方面的内容，其中装配顺序与装配路径是最为核心内容。

4.2 干涉检查

船体分段有很多组件构成，肉眼很难发现可能的干涉情况，利用CATIA 所提供的干涉检查函数，可以自动的检查所有的干涉情况。下面通过实例来说明。

在构件中有一工字梁与角钢交叉，要进行干涉检查，看两者是否有接触而不能装配，应用Compute Clash 命令，将两个零件同时选中，即可分析这两个零件的干涉情况。当对话框Result 出现Clash 表示两个组件发生了干涉，出现Contact 则表示选定的两个组件相接触，如果No interference 则表示没有干涉。

5 结语本文以编制生产计划为目的，研究了基于虚拟制造下的三维数字化建模的方法。在CATIA 环境下，研究了怎样通过对工艺合理性分析结合装配分析，虚拟干涉检查、产品装配、生产工艺仿真，最后得到适合生产计划编制的数字化模型。

第2篇：三维仿真论文范文

关键词：虚拟现实技术，网络会展，发展，展望

 

一、虚拟现实技术的概述

虚拟现实（VirtualReality，简称VR技术），又称灵境技术，是以浸没感、交互性和感知性为基本特征的计算机高级人机界面[1]。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机，即通过计算机图形构成的三维数字模型，以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器(HMD)、数据手套等辅助传感设备，给用户提供一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用者可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

作为尖端科技，虚拟现实综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和传感技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术的应用前景十分广阔，已广泛应用于工业、模拟军事演习、工程、教育、医学、字化酒店、商品展示、娱乐等领域，也同样适用于网络会展。

二、虚拟现实技术在会展业中的应用现状

随着迅速发展的虚拟现实技术与计算机多媒体展示技术的结合，在展览方面也不断涌现出一些结合虚拟现实技术的网络会展。如今国外的虚拟会展业已经十分成熟，如著名的德国汉诺威展，在网络上运用虚拟现实技术建立三维立体的展示系统；国外一些城市宣传也开始采用虚拟现实技术，如网上新加坡、虚拟庞贝古城、虚拟巴黎圣母院等，运用三维虚拟现实技术展示一些有价值的文物、展品和三维场景，使用户能够通过Internet远程连接去体验。

国内的虚拟会展目前还基本属于界面包装，主要通过二维平面静态地网页展示，如中国茶叶博览会，采用虚拟现实技术对茶具和茶文化进行网上浏览，还有虚拟现实环球网站（www．vwww．com）利用虚拟现实技术进行网上展销；再如武汉国际机电博览会，采用网上虚拟武博会和武博会同期开幕，未到展会现场的客户通过点击该网站，就可像亲赴现场一样，可在场馆内每一个展位前流连，任意观看各种产品，了解它们的性能和用途，甚至突破实际参观过程中的限制，深入了解展品的内部结构，浏览武博会的即时信息。

虚拟展览系统按其表现形式可分为三类：①运用图文声像以及环视图展示物品和场景。这类系统因表现形式的局限，不能更生动、更全面的展示。②单纯的三维场景展示，用户可以随意漫游，但只提供展览会的表面形式，不提供展览内容与展览场景的关联。③既提供三维场景，也提供实际展览内容，并与三维场景结合在一起[3]。

三、基于虚拟现实技术的网络会展发展的展望

在综合考虑现有技术条件及未来虚拟现实技术发展前景的情况下，网络会展的发展将会呈现出两种模式，即现阶段的实物会展+网络会展+电子商务模式和未来的实物会展+网络会展模式，具体理念如下：

（一）实物会展+网络会展+电子商务模式

网络会展作为会展业一种新的发展形势，有着广阔的发展前景。但目前网络会展还只是实物会展的补充和配角，网络会展只有作为实体展览的辅助，才能逐渐地被人们认识而发展起来。免费论文，虚拟现实技术。就目前情况而言，线上展会和线下展会二者可相互补充，二者有机融合会相得益彰的。当然双方会有部分重叠，但不可轻言取代，否则就是昏了头了，若干年后或许会的，但至少目前不会。因此，我们不能夸大网络技术的作用，基于传统会展的传统优势，传统会展仍然起着主导作用。免费论文，虚拟现实技术。同时，随着会展业的蓬勃发展，促进了电子商务技术向会展业的渗透，在某种程度上弥补了网络会展技术的不足，促进着网络会展的发展。

总之，在目前甚至今后相当长的一段时间内，我国会展将遵循实物会展+网络会展+电子商务模式，即充分利用电子商务技术大力发展网络会展，实物会展和网络会展并举，实物会展结束后，网络会展作为实物会展的延伸和补充，继续实行“永不落幕的会展”，并不断更新、丰富和完善，使实物会展和网络会展相互促进，共同发展壮大。

（二）实物会展+网络会展模式

由于网络展会的模式模糊和传统展会的主导地位，中国会展业进入网络时代还有很长的一段路要走。但从长远来看，网上会展前景不可限量，随着虚拟现实技术的进一步发展，必将成为现代展览业的重要组成部分，必将代替部分实物会展，从而实现实物会展和网络会展并存的局面，这是一种必然的趋势。免费论文，虚拟现实技术。免费论文，虚拟现实技术。因为网上会展有不受时空限制、节省展览交易成本等优势，很多商品和服务都适合在网上进行展览和销售。如网络图书展就有绝对优势，因为图书没有过多的质地的要求、尺寸的要求，在网上看到的这本书和书店买到的书几乎没有差别。另外，从目前网络交易的商品清单看，网络交易的对象正从数码产品迅速扩展到服装、电器、日用品、玩具、个人护理品等众多产品，而这些产品正是我国制造的优势所在，也是目前办展频率最高的产品。免费论文，虚拟现实技术。这些产品将来都可以作为网络会展展示的对象，市场前景好。免费论文，虚拟现实技术。

此外，会展业的发展与土地资源供给瓶颈的矛盾已见端倪。政府不可能无止境的耗费大量土地进行场馆建设，同时场馆建设投入大、周期长、风险大，而在互联网上建立虚拟展馆，举办网络展览却可以节省大量时间和金钱，大大提高展会的效益。可见，我们既要看到目前实物会展的优势，也要前瞻性的看到网络会展的优势，尤其是网络会展的后发优势和趋势，为大力发展网络会展，共创低碳会展经济做好一切准备。

参考文献

[1]刘伟.基于虚拟现实技术的企业展项的设计[J].现代电子技术，2009（24）：49.

[2]许亚丹，王野.网络会展的传播与经济比较[J].当代传播，2006（5）：66.

[3]顾林，刘连芳，高伟峰，苏继坡.基于虚拟实现的展览平台的研究与实现[J].计算机应用研究,2005(10)：202.

第3篇：三维仿真论文范文

题

报

告

毕业设计（论文）题目

HT150铣刀箱体的铸造工艺设计

题目类型

工程设计（项目）

论文类

作品设计类

其他

一、选题简介、意义

高速切削技术是当今世界制造业中一项快速发展的先进实用的制造技术，具有强大的生命力和广阔的应用前景。随着高速切削技术的发展和高速镗铣加工中心等高性能机床的不断开发，高速铣削技术广泛应用于航空、航天、汽车和模具等制造行业，工序集约化和高速加工设备通用化使得高速铣削已经成为关键零部件高效、高精度加工首选工艺方案。目前，高速铣削作为提高企业敏捷力与柔性制造能力的核心技术，在金属切削加工领域取得了巨大的经济效益和社会效益，成为当今世界制造业重点发展的一项高新技术。

高速铣削最显著的特点和技术核心是采用可靠刀具，这就需要我们研究出非常可靠的刀具来使用，以高切削速度和高进给速度进行高精度和高表面质量加工，满足上述功能要求的高速铣刀成为实现高速铣削加工的关键。国内高速切削基础理论和高速刀具技术滞后于高速切削加工实际应用，在高速铣刀及其加工数据完整性和清晰度方面存在诸多问题，使得高速机床效能未能得到充分发挥，严重限制了高速铣削技术的应用范围。研究铣刀的箱体结构设计及其相关技术，对深刻认识铣刀的箱体结构设计，推动高速铣削技术的应用与发展具有重要理论价值和实际意义。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

研究内容：

本文以常用HT150铣刀箱体为研究对象，在以下方面开展研究工作：

（1）

根据HT150铣刀箱体大小规格绘制二维和三维机械图；

（2）

根据HT150铣刀箱体大小规格设计铸造工艺图；

（3）

使用软件绘制箱体的铸造工艺图；

（4）

采用铸造仿真软件对设计的铸造工艺进行仿真模拟，分析仿真结果，找到最优的铣刀箱体铸造工艺设计。

研究方法：

（1）

铸造工艺设计

参考常用HT150铣刀箱体的规格尺寸，结合李弘英、赵成志主编的《铸造工艺设计》，设计铣刀箱体的铸造工艺过程

（2）

步骤

参考国内外对铣刀箱体铸造工艺的研究成果，

结合本科阶段所学的知识，对已有铣刀箱体铸造工艺进行大胆的改进，设计出几种不同的设计方案，通过绘制三维铸造工艺图，

并用

铸造仿真软件进行仿真模拟，分析仿真结果，得到最优的铣刀箱体铸造设计方案。

（3）

措施

查阅相关文献和书籍，在现有铣刀箱体铸造工艺基础上提出改进意见，设计改进的铸造工艺；将设计好的铸造工艺通过绘制工艺图以及铸造仿真软件对铸造工艺进行仿真模拟。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

第一章

引言

1.1研究的意义

1.2国内外相关研究

1.3研究内容和课题来源

第二章

HT150的概述

2.1HT150的简介

2.2HT150的基本结构

2.3HT150的工作原理

2.4HT150的特点

2.5HT150的应用

第三章

箱体的结构设计

3.1箱体的主要功能

3.2箱体的分类

3.3按箱体的制造方法

3.4设计的主要问题和设计要求

3.5箱体结构设计

第四章

HT150铣刀箱体的铸造工艺设计

4.1HT150的选取

4.2铣刀功能分解及其交互作用分析

4.3基于HT150设计的铣刀功能规划

4.4铣刀箱体设计优化设计方法研究

4.5铣刀箱体设计的设计与实验

结论

参考文献

指导教师意见：

签字：

院（系）审批意见：

年

月

日

签章：

年

第4篇：三维仿真论文范文

关键词：非圆齿轮；ABQUS；振动特性

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.225

普通圆齿轮能完成定传动比传动，然而面对有变传动比传动需要的机械时，普通圆齿轮则无法胜任。非圆齿轮传动机构则可实现非匀速比传动要求，且该机构具有结构简单、工作可靠等优点。其作为新型的传动形式，对传统的齿轮加工、设计、研发等技术提出了更高的要求，传动理论也亟需完善。

1 建立非圆齿轮有限元模型

ABQUS软件中的有子空间迭代和Lanczos两种特征值提取方法，适用于不同特征模态下的仿真分析，通过分析，本论文选择了适合多自由度系统建模的Lanczos方法计算。

（1）确定仿真对象。本论文以非圆齿轮中的卵型齿轮为仿真对象，设置仿真参数如下：齿数为20，模数为5mm，，偏心率为0.1，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25，计算出齿轮长半轴为52.728，齿宽为 25mm，内径为25mm。

（2）建立有限元模型：在ABQUS中选择创建steel材料模块，设定相关模型参数如下：齿轮材质为45号钢，弹性模量为2.0×1011N/m，泊松比为0.3，密度为8×103kg/m，将该模块设置作为非圆齿轮截面。根据非圆齿轮的现实运行条件设置模型的边界条件参数。研究可知当非圆齿轮完成啮合时，其内表面和轴之间为键联接、过盈配合关系，在构建模型时，用刚性联接来代替齿轮与轴之间的过盈配合，通过动力学仿真结果显示，这样的简化带来的误差可以忽略。为了更加准确的仿真出非圆齿轮的啮合过程，需要约束齿轮内表面的5个自由度，包括绕X轴、Y轴转动及沿X轴、Y轴、Z轴方向水平移动。在仿真软件中，对三维实体模型只能约束3个轴向平移自由度，而要完成绕X轴、Y轴转动自由度的约束，可以通过增加一个非圆齿轮内表面耦合来实现，把内表面关联至非圆齿轮旋转中心轴上的控制点上，然后借助对该点自由度的控制来实现约束非圆齿轮绕轴转动的目的。

非圆齿轮的模态参数与外载荷没有关系，因此无需设置非圆齿轮的载荷边界参数。

在进行非圆齿轮有限元模型网格划分时，应尽量避免扭曲网格的出险，在扭曲程度较严重的部位，需采用更小的网格线行，从而降低模型误差。在构建三维模型时，应尽量使用六面体结构单元，其得到的仿真结果相对更好，计算量也较低，而若采用四面体结构单元，则仿真结果精度会下降，需要使用更多的结构单元来弥补，这会让计算量远远增加。根据以上原理，本论文中采用扫掠网格划分技术构建模型，使用8 节点六面体减缩积分单元，得到非圆齿轮结构模型，包括结构单元49528个，节点59440个。

2 非圆齿轮有限元模态分析结果

非圆齿轮的结构振动可看成是由各阶固有振型组合而成，高阶振动对非圆齿轮结构振动的影响较小，而低阶振动则会对非圆齿轮的动态特性产生较大影响。通常可取前10阶结果作为模态分析对象。为了更加直观的对比出非圆齿轮的振动特性，还同时构建了当量圆柱齿轮的有限元模型，仿真出其振型及固有频率，其对比结果如表1所示，并得到结论如下：（1）非圆齿轮的各阶固有频率差别很大，相比而言，圆柱齿轮的各阶固有频率差别很小。这种现象是因为圆柱齿轮的轮齿是均匀分布的而非圆齿轮的轮齿则不是均匀分布所导致的；（2）非圆齿轮中不同轮齿的各阶振型振幅差距明显。如从非圆齿轮的第二阶伞阵型对比可见，90度位置的轮齿振幅非常小，而0度位置的轮齿振幅则很明显；（3）在非圆齿轮振型中，圆周振与对折振很明显，而基本没有径向振动。

综上所述，在非圆齿轮中，圆周振与对折振发生的概率最高；在研发非圆齿轮动力机构时，要对仿真结果中显示的固有频率与振型加以分析，避免出现机构的工作频率接近卵形齿轮固有频率的情况，防止共振现象的出现。

第5篇：三维仿真论文范文

在研究并建立某石化厂区3D仿真GIS的基础上，应用该GIS系统管理厂区内厂房、装置、设施设备、危险源、罐区及消防设施等各类地物的地理位置和属性信息。在发生各类燃烧、爆炸、泄漏事故时可以快速查找事故发生区域、调取事故地点装置、设备及消防设施等地物信息，进行救援路线的选择，从而为石化企业安全生产、应急管理及救援等提供帮助。

关键词：

GIS，石化企业，应急处置，三维仿真

长期以来GIS仅限于人与数据或模型之间的交流，这使得认识空间和使用工具处理问题的方法不一致，导致GIS仅能应对一、二维世界中的问题；然而真实的地理世界是三维连续分布，传统的GIS缺乏描述真实三维客观世界的能力，导致其很难适应GIS社会化、公众化的发展趋势［1］，制约其在不同行业的发展与应用。

相对2D－GIS，3D－GIS从立体角度描述地理空间现象，将客观世界以一种逼真的效果带给人更加真实的感受，从而为管理者带来全新的管理方法［2］。3D－GIS从平面和垂向两个方面来表达和描述空间对象之间的关系，并且可实现对空间对象的三维空间分析与操作功能，而这能够将客观世界以一种更真实的方式展示给用户［3－5］。在石化企业应急处置中通常对危险及危害单元仅以危险等级的形式表示危险程度，并不能以直观的资料如视频、动画、图表、声音等形式展示给管理者［6］；建立3D－GIS系统后，管理者可以通过系统直观地浏览重点装置、危险源及其他设备设施，满足其对生产事故的预警、应急管理以及指挥的需求，从而提高事故应急管理水平，并可在短时间内制定应急救援方案［7］。本文将介绍某石化厂三维仿真可视化管理信息系统，表明3D－GIS在石化企业安全应急处置中的前景。

1系统结构

本系统将某石化企业下属某厂内各类装置仪器、厂房、管廊、道路、储罐等地物通过三维建模的方式生成模型图，通过Ar-cGISServer，实现了厂区图形要素的三维浏览、查询、统计及缓冲区分析等功能，为某石化企业在安全管理、企业规划等方面提供直观、形象的数据及信息。采用B／S架构的开发方式，以ArcGISServer9．3为数据管理和开发平台，以Oracle数据库系统，实现三维仿真数据和属性数据等资料海量数据的管理、维护；采用Java语言，应用Flex富客户端技术，使系统交互性更强、界面更加友好、网络效率更高，系统的整体功能更加强大。严格按照软件工程相关规范进行系统建设，以面向对象的分析方法进分析、设计、实现，将三维仿真管理信息系统建设成为易于维护、易于扩展、易于理解、效果逼真、功能强大的三维仿真系统。对于GIS数据的管理和维护，系统将采用B／S和C／S模式的混合开发方式，以C／S架构实现GIS数据的编辑、维护，B／S架构实现数据的、浏览。系统功能分为地图基本操作、空间分析、数据编辑和系统管理等四部分：1）地图基本操作，包括三维仿真地图和二维地图的漫游、放大、缩小、全图等功能；2）空间分析，包括量测、缓冲区分析、要素的查询、分析、统计等功能；3）数据编辑，提供对装置、厂房、储罐以及厂区和注记的添加、修改、删除等功能；4）系统管理，为系统管理人员提供用户的添加、修改、删除以及角色、权限的添加、修改和权限分配功能。

2应用

该系统依托ArcGIS9．3平台，以石化企业某厂为基础构建三维仿真管理系统，实现了各车间厂房、设备设施、消防设施及其他数据的统一管理和资源共享。在此基础上，企业管理者在事故安全应急管理工作中可以通过该系统直观的获取厂区的各类地物信息，不仅确保了安全应急管理工作中所需数据的可靠性，更为在事故发生时管理者的应急决策提供了技术支持。管理者通过地图操作即可实现即三维仿真地图和二维地图的漫游、放大、缩小、全图等功能。通过查询统计分析即可查询某一区域内厂房、设备、圆罐等的分布情况；信息查询可以精确查询某一装置的详细信息，如名称、组成、建设年限、投入使用日期等；消防统计则可以显示某区域内消防井、消防栓、消防炮等设施的分布情况及数量信息。其他功能如最优路径选择，当事故发生时，通往事故发生地有多条路径中，但其中几条路径有障碍或者需要最短的路径时，可以选择路径选取工具，进行最优路径选择。当厂区某处发生变更时，可以通过系统直接添加或者删除变更处的信息，从而做到了数据的实时更新。当管理者面对生产事故应急处置时，通过本系统便可快速调取事故地点详细信息，如事故区域内厂房、装置、设备、消防设施等的地理位置、属性信息，从而便于管理者调配救援资源，同时系统还可以根据管理者的条件设定，给出最佳的救援线路以缩短救援时间，减少事故造成的损失。

3结束语

通过系统开发的地图基本操作、空间分析、数据编辑和系统管理等功能实现了某石化企业某厂区二、三维可视化。在研究三维仿真GIS在石化企业应用的基础上，针对企业所需罗列了管理者通过该系统获得的技术支持，如浏览全局，查询装置、设备设施、危险源的地理位置和属性等信息，事故发生时缓冲区域的建立、救援路径的选择等，不仅能为企业的日常生产、安全管理提供帮助，更能够在事故发生时为管理者在应急处置、救援中提供直观、科学的参考。

参考文献

［1］WuWeiping,ZhuQing,DuZhiqiangetal．DesignandImple-mentationof3DModelDatabaseforGeneral－Purpose3DGIS[J]．Geo－SpatialInformationScicence，2010,13(3):210－215

［2］师向东．基于场景图的GIS三维可视化技术研究与实现［D］．沈阳：东北大学，2008：1－61

［3］许捍卫，茆德柱，何江，等．基于ArcEngine的GIS三维功能开发技术研究［J］．测绘工程，2006，15（6）：50－53

［4］裴倩，常新盼．三维地理信息系统在数字城市建设中的应用研究［EB／OL］．2012－5－1[2015－6－25]中国科技论文在线．

［5］RaperJ．ThreedimensionalapplicationsinGeographicalIn-formationSystem[M]．TaylorandFrancisLtd．,London,1989

［6］王晓宇，王凯全，周宁．GIS在大型石化企业事故应急管理中的应用［J］．中国安全科学学报，2007，17（9）：73－77

第6篇：三维仿真论文范文

关键词：船舶；虚拟仿真技术；建造评估；应用

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）08-0084-02

1 船舶虚拟仿真技术研究及应用现状

在船舶工业里面对虚拟仿真技术加以应用，能使敏捷造船、并行工程以及数字化造船得以实现，同时它也是我国传统造船模式转向现代化的重要环节之一。对虚拟仿真技术加以运用，在建造船舶之前，工程师可在虚拟环境下对船舶的建造过程进行仿真，从而改进和评价船舶的工艺与设计，这样便于指导船厂进行现场生产作业。在船舶行业里运用虚拟仿真技术，能使生产效率得到提升，降低生产成本，使建筑周期缩短，从而为我国船舶行业的发展奠定良好的基础。

船舶的建造评估和设计可以使先前工艺或前期设计导致的工程修改得以消除，进而对船舶企业的成本、质量以及生产效率产生直接的影响。现如今，许多国家正在开展以虚拟仿真评估和数字化描述相结合的船舶虚拟制造、设计仿真技术的应用研究，并且在船舶建造中也应用了多种仿真评估软件，而且其研制水平和效率还在近年来得到了大幅提升，包括我国在内的许多国家都正在寻求提升研制质量、节省研制费用、缩短研制时间的新方式。

挪威UD公司作为船舶设计的佼佼者，现如今，他们在对新船型进行设计时，全都会对三维模型加以利用，然后在虚拟环境下综合评价钻井船的设备布局、布置、外观等，分析虚拟船舶水动力，对虚拟评估进行分段划分，并仿真船舶的作业过程。

自20世纪90年代一来，我国开始对各种先进的仿真技术加以研究，并开展大规模系统仿真。但将虚拟仿真技术应用在海洋和船舶领域的起步还比较晚，现如今，其工作最主要集中在初步实施和理论研究的应用阶段，此外，国内的船舶研究所也开发有虚拟仿真的软件系统和硬件平台。

2 将虚拟仿真技术应用在船舶的建造评估中

此项技术通过对虚拟实体模型加以利用，来实现评估船舶建造过程的目的，包含船舶生产工艺规划、操作顺序验证、生产系统创建。它能支持船舶生产管理、机器人仿真、人机功效分析、作业时间测定、工艺规划与验证等的内容。

2.1 在建造前期的论证评估中运用

船舶建造的内容之一便是根据企业生产力布局要求以及实际能力，对船舶企业的经济、技术和发展条件加以研究，对船舶企业的发展方向和规模进行预测和论证，将企业建设技术经济指标拟定出来。在建造船舶的前期对生产规划进行论证评估是一项综合性非常强的工作，这个过程需要对企业多方面信息进行分析。此项技术可用于对当前企业环境、生产规模以及结构分布进行虚拟，并由设计人员在虚拟中模拟各种设想，经由分析信息数据库对各种设想利弊进行分析，同时对其可行性加以论证，这就包括环境影响、船型选择、生态保护、现状分析等工作。此项技术为船舶的建造前期论证提供了论证方式和技术手段。

2.2 在建造方案的设计评估中运用

船舶建造方案通过设计人员将各种想法不断形象法和概念法，同时用相应生产手段加以表达出来，这个过程需要对前后进行参照，在设计方案时，要求方案的初步设计和深入设计必须具有交互性。对虚拟仿真技术所具备的交互性和真实性特征加以利用，可用于对三维空间进行虚拟，从而使设计人员可以对他们的设计思想进行更精确的表达。例如，由中国船舶工业集团研究所开发出来的虚拟仿真评估系统。通过对不同总组方案的比较，将船舶的建造设计思维在虚拟环境里展现出来，让设计人员可直观的对其进行评析，通过对方案生产环境、结构布局的协调性进行观测并比较，可对设计思维进行修改完善。对虚拟三维空间加以利用，进而为生产方案在场地位置设计、动态调整、生产布局选择、结构调整等方面提供依据，从而使后续生产过程可以更为合理。

2.3 在生产方案的比较中运用

此技术所创建的环境为三维虚拟环境，它可对构建环境进行全方位展示，并且通过虚拟现状，让建造方案可以更加真实。此技术可以让建造方案在表现上突破原有平面、静态的模式，让建造人员的思想可以更形象和直观的呈现在操作者面前，使规划方案与操作者之间能有更强的交互性，从而对多人员多层次协调参与船舶的建造有利。

可通过许多途径来实现方案设计需要达到的目标，而这当中必不可少的一环便是方案比较。虚拟仿真技术为方案比较提供了一个更为有效和方便的应用工具。在进行方案比较时，可在船舶建造的虚拟系统中对生产方案加以直接使用，让设计方案可以在虚拟三维空间里得到体现。对试用不同的方案，并考察其对生产环境所形成的影响，对各生产要素不同的设想进行评价比较，并进行不同方案的实时切换，然后在同一建造序列和生产项目中感受不同的生产效果，从而对设计合理性加以判断。与此同时，还可运用技术手段量化分析比较方案中的具体指标，从而使船舶生产方案能更加合理。例如，运用SPD-V3.2设计软件虚拟布置机舱管路的结构方案。在评估方案的基础上，对机舱管路设计合理性以及工艺合理性进行验证，进而将设计中存在的缺陷找出，从而使生产现场返工率得以降低。

2.4 在建造过程中运用

在建造船舶时，对虚拟仿真评估技术加以利用，可以实现对船舶建造方案实施效果进行先期检验，也就是看其能否达到环境、生产的最佳综合效益，并在实施中不断选择和修改，最终帮助决策者来决定后续的生产方案。比如，可通过虚拟仿真技术将某虚拟方案和船舶生产实际相结合，进而将建造方案实施状况予以真实展现，从而使由于方案欠缺而造成的效益损失状况得以减少。此外，此技术还能对温度、噪音等不可见现象进行模拟，从而达到检测影响船舶生产各因素的目的。

3 船舶虚拟仿真的评估应用实现现存问题

①虚拟仿真技术标准化应用。作为船舶建造领域极为重要的技术，虚拟仿真技术一定要与建造技术规范、规定等相符。但由当前情况可知，因为船舶建造标准化问题尚未解决，为保障虚拟软件商的软件独立性，使得软件系统之间存在较差的兼容性，要想使仿真成果的协调和共享得以实现，就必须对仿真技术应用标准化问题加以研究。通过对同一设计平台的开发，使协同平台集成效率得到提升，从而在更大范围上实现信息的共享和设计的协同。

②改进建造设计技术。在传统船舶的设计中绝大部分平面结构图的表达方式为二维表达，最近几年开始引进三维技术，从而形成了三维与二维相结合的建造技术模式。但在我国，由于虚拟仿真技术欠缺完善化和标准化的仿真软件作为载体，假如能将生产技术改为规范化的三维表达和设计模式，将会对此技术在生产设计中的进一步应用有利。

③生产设计习惯与传统观念问题。因为此项技术尚且处在推广使用期，现如今设计人员对此技术的认识尚且不足，并且传统观念并未随着技术进步而有所改进。绝大部分船舶企业在此项技术上尚且停留在演示层次，并未认识到此项技术的深层效用。此外，由于传统设计习惯对新方法的使用形成了一定制约作用，要想在短时间内改变此种设计习惯还有一定难度。对此技术进行及时的开发利用，对此技术的三维平台设计平台加以搭建，将对培养设计人员普及性有利。

④虚拟仿真技术有待完善。因为此项技术自身存在一定局限性，使得此技术在船舶设计某些场合中的应用尚且存在一定难度。比如，对建造方案在构思期的表达模糊性问题以及修改实时性问题，建立标准化的指标评价体系统、建立预测分析模型等问题上依旧存在一定的技术障碍。

⑤船舶行业中虚拟仿真技术应用效果不显著。此项技术的开发需要投入大量资金和尖端设备。尽管此项技术在研究船舶生产作业形式和建造方案上属于高科技手段，但由于开发此项软件产品的价格确实相当昂贵，并且其系统兼容性也比较差，现如今，国内对此系统的应用还多半依赖于进口提供，因为目前我国的科研院无法对相关设备进行全面配置，在各高校也无法运用多系统来实现学员的全面培训，导致此项技术在船舶行业中并不能取得很好的应用效果，这也是实现此项技术在船舶设计中应用的一个难点。

要想使上述问题得到解决，极为重要的一点便是全面应用此项技术，在软件开发公司的作用下，开发具有普及型的仿真技术软件是非常必要的，同时需要科研院和相关院校合作，对此项技术进行大规模的培训。

4 结 语

因为在国内的船舶生产评估过程中应用虚拟仿真评估技术尚属起步阶段，并且在国外也并无标准应用模式可供借鉴，再加上国内造船现状有别于国外，此外，由于船舶虚拟仿真的评估技术是伴随船舶制造工艺以及技术的发展而发展起来的，所以，它的研究工作、虚拟维修、新工艺等许多方面还有待完善和改进。现如今，集成化仿真已经成为船舶制造的发展方向，此项技术的应用也已经成为船舶制造模式最为关键性的技术，并且已经变成船舶制造能力得到提升的手段之一，此外，在船舶企业中应用此项技术，将会为企业进一步的发展提供技术支撑。

参考文献：

[1] 谢荣.船舶虚拟仿真技术在船舶建造评估中的应用研究[J].船舶工程，2011，（5）.

[2] 蒋艳会，甄希金，韦乃琨，等.船舶虚拟装配系统研究及应用[A].第十二届全国内河船舶与航运学术会议论文集[C].北京：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，2012.

[3] 谢子明，徐东，朱苏.虚拟造船技术应用探讨[A].2011年中国造船工程学会优秀论文集[C].北京：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，2011.

[4] 杨润党，范秀敏，王文荣.虚拟仿真技术在船舶建造过程中的研究与应用[J].舰船科学技术，2008，（1）.

第7篇：三维仿真论文范文

关键词：三维模型，Creator，LOD，DOF

 

1 引言

虚拟现实（virtual reality，简称VR）是20世纪80 年代末90 年代初崛起的一种实用技

术，它以构想性(Imagination)、交互性(Interaction)、沉浸性（Immersion）三大特点为用户

提供临场感。场景建模是虚拟现实技术最重要的表现形式之一，它汇集了计算机图形学、多媒体技术等多项关键性技术。场景建模用计算机软、硬件对事物进行模拟，这种模拟要创造一个由三维数据信息所构成的可操控的空间。其最重要的目标是真实体验和后期的方便自然的人机交互。目前，虚拟现实技术的应用前景与科学价值已引起了人们的广泛关注，特别是在军事、教育训练、工程技术、建筑工程、医学等方面有广泛的应用前景。

高架库仿真系统可以作为部队仓库管理人员的训练系统，本文主要是探讨虚拟现实软件Multigen Creator（以下简称Creator）在高架库场景建模（如图1所示）的中的应用。

2 Creator简介

Creator是美国MultiGen-Paradigm公司推出的一种建模软件系统，专门创建用于视景仿真的实时三维模型。它性能优越、系统可靠、稳定性好，具有其它建模软件无法比拟的优点，在可视化仿真领域具有广泛的应用，如图2所示。它具有强大的建模功能，可为众多的不同图像发生器提供建模系统及工具；同时，它提供更灵活的Open Flight格式，该格式成为三维建模领域中流行的图像生成格式，并成为仿真领域的行业标准。Creator的特点主要体现在如下几个方面：

（1）具有多种视图结构与开发工具，有类似于AutoCAD以及3Dmax的菜单及视图架构，使用方便。

（2）数据存储层次结构清晰，便于快速建模与维护。作为一种层次性的数据结构，Creator使用几何层次结构和属性来描述三维物体，可以对几何层的数据进行直接操作。

（3）采用LOD（Level of Detail）节点技术使创建、结构化、修改和优化模型数据库更容易，数据处理更加合理，高效，非常适用于大型的视景仿真建模。LOD是Creator数据处理的主要技术之一，它根据观察视点的位置，来确定模型的精细程度，距离视点近的模型精细度高，而距离视点远的模型精细度低。

（4）采用DOF（Degree of Freedom）节点技术以实现后期的人机交互。DOF技术也是Creator数据处理的主要技术之一，它是通过为动态模型设置一个DOF父节点，然后，在Vega（视景驱动软件）中通过控制DOF节点来控制其子节点（该动态模型）在虚拟场景中运动。

另外，Creator完成三维建模与传统的AutoCAD、3Dmax建模方法有很大的不同，Creator更多的考虑系统运行的实时性，它采用纹理、光照等技术来提高逼真度，减小数据结构冗余性，使存储格式更精炼，满足观众和仿真之间的动态交互。

3 场景建模

高架库场景建模的流程图如图3所示。

（1）模型设计

高架库需要建立的场景三维模型划分为两大部分：静态模型和动态模型。。静态模型主要包括：库房、控制台、高架、轨道等。动态模型主要包括：分拣带、RGV车、传送带、垛机、转向车、战储箱等。另外，还需要掌握整个仓库的物体的布局以及哪些物体的表面需要使用贴图以增加逼真度。对于需要实时交互控制的物体要重点考虑，比如垛机、控制屏，其中控制屏内的每一个按钮都需要建模，这是因为实时交互时需要操纵它来控制垛机的运动。

（2）实物数据收集

实地考察高架库，采集实物属性数据和纹理数据：通过测量获得库房、内部设备的尺寸和位置坐标等属性数据，通过拍摄获得实物的真实纹理数据和参数。需要说明的是，根据模型设计所述，对于具有比较复杂的表面或者无足轻重、可使用贴图建模的物体，比如控制台的计算机屏幕、地面纹理、战储箱的表面迷彩，需要拍下其表面的图像，处理后用于最后的纹理建模。拍摄时尽量正面拍，不要开闪光灯，因为闪光灯所造成的光斑可能会和虚拟环境及所设灯光不符。

（3）实物建模

建模的关键技术是坐标系的各种变换，这是使用Creator进行建模的基础。建模的一般方法是：首先，利用所获得的属性数据在Creator中分别建立各实物的模型，然后，把它们集成到场景中。下面仅对高架库建模的特点及其方法介绍如下：

① 高架库组成元素的多样性决定了其三维模型的复杂程度非常高，其数据库的面片数量很大，要驱动这么大的场景，计算机要显示的面片数是很多的，为了能够节省系统资源，可以将一些离浏览者比较远的模型进行一些显示上的细节调整，这就需要用到LOD节点技术。通过LOD节点我们可以将高架、战储箱、传送带的转轴（它们占了整个数据库的50%）进行一些细节显示的控制，让它们在离浏览者不同的距离时显示不同精度的模型。

以战储箱为例，当距离很近时应显示最高精度的细节，比如，这时因为需要打开它的门取放器材，所以它的门要显示出来；距离稍远时，只能看到其外表，所以可以把门所在面上的所有面片合并为一个面片；当距离再远些，其顶部的面片可以去掉，漫游到仓库库房外时，则不再显示该战储箱。那么，可以使用LOD技术实现这三个细节层次，具体设置步骤如下：

首先，在数据库中该战储箱DOF节点（其名称为4_1_2）下创建三个LOD节点，分别为：LOD_1作为最近距离节点，LOD_2作为中距离节点，LOD_3作为远距离节点，如图4所示。LOD的有效距离范围是SwitchOut-Switch In，Switch Out表示模型距离浏览者的最近距离，SwitchIn表示模型距离浏览者的最远距离，在图4中，它们的有效距离分别为0-50米、50米-80米、80米-200米。当距离超出200米时就看不到它了，因为场景不再渲染它了，这就加快了漫游的速度。

然后，根据距离越近精度越高的原则设置三个LOD节点下的战储箱模型的细节。

最后，需要在视景仿真软件中调用该文件，以查看该战储箱的细节控制的效果，然后适当调整各LOD节点的SwitchOut和Switch In参数值即可。

② 高架库需要创建的动态模型数量很多，如果在Vega中通过为这些设备（包括设备上局部的动态构件）设置不同的Player（Vega中可被驱动的对象），那么任务量太大，而且不便于人机交互以及模型之间的关联动作的设置。Creator的DOF节点技术可以很好的解决这个问题。。下面以垛机（如图5所示）为例说明DOF的设置方法。

垛机需要动态控制的部分包括：垛机、载物平台、叉杆（包括低、中、高三组，作用是从高架上取送战储箱等）。它们之间的关系是“父子”关系，“父”带着“子”一起运动，“子”的运动不影响“父”的运动。所以，在数据库中创建DOF节点的时候，需要按照它们之间的“父子”顺序，自上而下建立5个DOF节点，名称分别为duoji、pingtai、cha_down、cha_middle、cha_up，然后把垛机、载物平台、低叉杆、中叉杆、高叉杆的模型分别设置为这五个DOF节点的子节点即可，如图6所示。这样，在视景仿真软件（比如Vega）中就可以通过DOF节点来分别控制垛机、载物平台、低叉杆、中叉杆、高叉杆等模型的运动了。

（4）编辑纹理

由于高架库模型数量很大，需要使用大量的贴图，所以在编辑纹理时，一定要用图形处理软件将图像处理得尽可能最小，以图像不失真为准。否则，图像太大会消耗掉大量的显存，影响实时渲染的速度。

对纹理贴图宽高比只要求和所应用的面相同或大致相同的图像来说，只要把它的宽高比、明亮度、色调等稍作调整就可以了，如战储箱的贴图处理。

图形格式要和后期使用的实时场景仿真软件所支持的格式相符，比如Vega 支持的纹理的格式有RGB、RGBA、INT、INTA、BMP、JPG。

（5）纹理建模

纹理建模就是把编辑好的真实场景的纹理贴图应用到相应的模型上，所有使用的贴图都放在贴图库里进行统一管理。图7所示是将编辑好的战储箱的正面纹理作为贴图应用到它的模型表面。。

最后，导出为.flt文件。

4 结束语

本文以基于Creator建模工具进行高架库的场景建模的实践经验，说明了Creator在创建用于视景仿真的实时三维模型方面，具有其他建模软件没有的强大优势，非常适合像高架库一样海量数据的大场景的建模。另外，本文所阐述的建模流程、高架库建模中的实际要求及其解决方法对所有基于Creator进行的场景建模都有一定的借鉴意义和实用价值。

参考文献：

[1] 孟晓梅，刘文庆.Multigen Creator教程[M].国防工业出版社，2002。

[2]王冬海.三维视景仿真技术在地铁列车运行控制系统仿真中的应用[D].北京交通大学硕士毕业论文，2004。

第8篇：三维仿真论文范文

关键词：SMT 贴片机 仿真 虚拟设备 3D

表面贴装技术（Surface Mounting Technology，SMT）是应用最为广泛的新一代的电子组装技术，元器件不断的向微型化和密集化方向发展被誉为电子组装技术一次革命。

在电子产品组装生产的传统模式中，设计一般是由设计工程师在计算机上利用多种计算机辅助设计工具来完成，生产制造则在各种数控设备（如贴装机等）上完成。每一种产品在加工之前，制造工程师首先必须对设备编程并反复试验，以确保操作规程的可行性和正确性，然后进行试生产，反复修改直到最后定型，再投入实际的批量生产。生产准备时间很长，投入资金很大。

SMT虚拟生产设备的设计，即采用计算机建模与仿真技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，在计算机上群组协同工作，通过三维模型及动画或虚拟现实，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。虚拟制造是对已有或未来的制造活动进行仿真，它基本上不消耗现实物质资源，所进行的过程是虚拟过程，所生产的产品也是虚拟的。随着市场竞争的加剧，产品交货周期必须缩短，生产成本必须控制，因此迫切需要在这两个“孤岛”间建立联系，虚拟制造被认为是其最好的解决方案。

1. 三维可视化建模的基本理论

1.1 几何建模的基本方法

对于三维物体建模，几何建模包括体素和结构两个方面：体素，用来构造物体的原子单位，其选取决定建模系统所能构造的对象范围；结构，用来决定体素如何组合已购成新的对象。

1.2 建模软件

（1） 3DMAX：3DMAX的功能强大，内置工具十分丰富，同时外置接口也很多，命令简单明了，易于掌握。3DS Studio的算法很先进，所带来的质感和图形工作站制作的图形几乎没有差别，可存储32位真彩图像，其强大的功能使它成为PC三维动画设计的首选软件。

（2） Solidworks： Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。

（3） Pro/Engineer： 采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

2. SMT设备可视化建模和仿真

建摸三维模型的软件有很多，SolidWorks、Pro/Enginner、UG、AuToCAD、3DS Max

等等。但是考虑到容易获得3DS档.采用了3Dsmax进行贴片机建模。由于动臂式贴片机的曲线机构较多，特别是供料器与贴片头的弧度设计， 利用3Dsmax有利于各个元件参数的修改与模拟，将会具有较高的仿真程度。同时旋转式贴片机具有高速贴装头，轨道沿X、Y方向运行的特点，并且每个贴片头安装的吸嘴数量较多。另外3Dsmax具有强大的装配功能，能够实现管理并发进程，实现并行工程。在动画制作上，旋转式贴片机通过两个方向的丝杆传动，以及贴片头的转动，共同实现了芯片的高速吸取贴装工作。

根据组装生产产品的不同，在表面贴装工艺中基本有单面板生产和双面板生产这两种，生产工艺流程为：印刷锡膏——贴元器件——回流焊接——清洗——测试——包装； 生产流水线则包括送料机，印刷机，高速机，贴片机，回流焊，收料机，包装机等。通过建模与仿真可以更直观了解各种设备运行方式，并为生产培训节约成本。本论文主要以贴片机为核心，其他设备建模方法和贴片机建模相同。

2.1 贴片机外部建模

2.1.1 贴片机的外壳

贴片机的外壳的主要组成：本体部分、显示器控制部分和操作控制部分外壳本体。

（1）本体部分：可以分为上架外壳、下架外壳和基础连接架三部分组成。

将基础连接架与裸机相连；F架外壳与基础连接架相连；上外壳架与下架外壳相连。这样就是外壳本体成为一个刚性好、稳定性高的整体结构。

（2）显示器：显示器安放在外壳本体上，警示灯通过螺栓直接安装在外壳本体上。

（3）操作控制部分在这里主要指的是键盘、电器开关等。鼠标和键盘的安装可以相对随意一点，可以和PC显示器放在一起。对于电器开关，需要直接安装在外壳本体上。

2.1.2 建模实现

（1）壳体建模：通过拉伸、挤出、修剪、布尔运算等命令来获得模型结构。

（2）显示器建模：创建简单的长方体再通过布尔运算功能截取显示器的主体结构。警报器的建模，合并几个圆柱体。

（3）操作控制部分：主要是电器开关，建模相对较简单。

（4）装配模型

2.2 贴片机内部建模

由于实体贴片机的内部组成较复杂.因此，在实际建模过程中，做出相应的简化，旨在强调工作过程原理的实现。内部系统包含：机架、PCB传送系统、X定位系统、Y定位系统、Z定位系统、贴片头部件、吸嘴库、喂料器、其他部件等。

2.2.1 建模实现

（1）贴装头：由于贴片的形式有三种：旋转式、转塔式、动臂式。这里主要创建旋转式贴片头。通过圆柱体的布尔运算和阵列操作创建。

（2）送料器：通过拉伸创建圆盘型送科器，以及辅助原件。

（3）X.Y定位台：通常有两种结构：支撑贴装头沿X.Y方向运行（动臂式）；支撑PCB沿X.Y方向运动（转塔式）

（4）吸嘴级底座：通过圆柱体的布尔运算创建。

（5）视觉对中系统：上照相机固定安置在机座上，贴装头从送料器位置每抓取一个元件后，都要首先移动到其上进行视觉检查，检查其元件缺陷和位置偏差，而后才移动到贴装位置进行贴装；下照相机通常和处于中间位的贴片头固联在一起，可以随贴片头沿X—Y方向在贴片工作台面内移动.完成PCB定位标识的视觉检查。

（6）PCB传送机构：建模主要以长方体和圆柱体及相应的布尔运算实现。

建立完成模型如图1所示。

图1 贴片机模型

结论

以上简介了贴片机得建模以及模拟仿真的过程。可以看出计算机技术在模拟仿真这方面用很大的帮助作用。同时也可以实现在没有真实机器的情况下达到培训人员的作用。另一方面，我们也可以运用模拟仿真更好地服务真实贴片机研究。最后，我们可以看出可视化虚拟仿真技术会更具有广泛的发展前景。■

参考文献

[1] 胡跃明，杜娟，吴祈生，等.基于视觉的高速高精度贴片机系统的程序实现[J].计算机集成制造系统，2003，9（9）：760—764.

[2] 龙绪明.先进电子制造技术[M].北京：机械工业出版社，2010.

第9篇：三维仿真论文范文

实践教学是创新能力培养最直接最有效的载体之一。实践教学体系构建要尽量设置一些综合性、设计性及具有探索性的实践项目，让学生参加一些高新技术项目的训练，提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

建构“五岗六层”生物技术及应用专业实践教学内容体系

我校通过对生物技术及应用专业实践教学体系的深入研究，开发了以生物发酵、酶制剂制造、食品检验、食品类生产操作、生物制品营销岗位为依托，以单项实践、综合实践、课程设计、社会实践、企业实习、毕业设计(论文)为支撑的“五岗六层”生物技术及应用专业实践教学内容体系框架(表略)，在进行岗位实践教学能力结构分析的基础上，制定出了各实践项目的目标、内容及考核方式，编制了与之配套的微生物应用技术实践、企业实习等15门实践课程标准和实践教学指导教材

架构“五位一体”的生物技术及应用专业实践教学支撑保障体系

实践教学设备、仿真环境与校内生产实训基地、校外基地、实践教学资源库、双师型教学团队“五位一体”的支撑保障体系是生物技术及应用专业实践教学体系得以实施的基础。其中实践教学设备以及仿真环境与校内生产实训基地是生物技术及应用专业实践教学得以实现的载体。近年来，我校生物技术及应用专业建成了基因工程、酶工程、细胞工程等18个实验实训室，购置600多万元实践教学仪器设备。建成了柠檬酸生产车间、啤酒酿造车间、果蔬汁生产车间、焙烤车间、今麦郎实训室等校内生产实训车间，基本满足了发酵产品及生物制品的模拟式教学和体验式教学的需要。深度合作的校外实习基地是保证顶岗实习顺利进行的关键。我校生物技术及应用专业与青岛啤酒(徐州)彭城有限公司、徐州恒顺万通食品酿造有限公司等8家生物技术、食品类企业建立了深度合作关系。实践教学资源库方面，我们不仅开发了实践教学课程标准、实践教学教材，还开发了一些动画素材及多媒体课件。在师资队伍建设方面，从行业企业聘请专家和工程技术人员构建专兼结合的实践教学双师团队，不仅能大幅度提高实践教学质量，而且为校内专业教师双师素质的塑造提供了一个直接高效的培养机会。