虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用

徐志刚

中国煤炭科工集团太原研究院 山西太原 030006

摘要：随着时代的进步，社会经济的发展与人们生活水平的提升都离不开科技技术的支持。虚拟现实技术作为一种新型的高科技网络技术，能够在诸多行业领域中发挥出重要的作用与价值。机械设计与制造行业是我国的重要支柱产业，在机械设计与制造中应用虚拟现实技术，有着广阔的前景和优势。基于此，文章对虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用进行分析研究，仅供参考。

关键词：虚拟现实技术；机械设计与制造；应用分析

引言

近年来，我国的科学技术水平尤其是计算机互联网相关技术发展迅速，在此背景下，基于计算机互联网技术而产生发展的虚拟现实技术日益影响到了人们的生产生活。作为一种新兴的高科技技术，虚拟现实技术在机械设计与制造中被广泛应用，有效推动了机械设计与制造产业的发展。当前，我国对虚拟现实技术在机械设计与制造中的应用研究不足，使得虚拟现实技术在机械设计与制造中应用的优势和价值难以发挥。基于此，本文对虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用进行分析。

1虚拟制造技术的特点

虚拟制造技术是在一个虚拟的环境下进行的，也就是说，虚拟制造技术和电子信息技术、互联网技术相关联，是由计算机控制进行操作的。这就可以充分体现出虚拟制造技术具有快捷方便，节省资源的特点，不用耗费大量的人力物力等资源去进行现实制造。在虚拟制造技术制造出相关的实际模型的时候，就可以按照模型进行实际操作。如果在过程中发现虚拟的模型存在任何问题就可以进行直接的修改，这样就不会产生很多的麻烦。因为计算机在进行模型数据的更改的过程中是很快速便捷的，而且在进行数据更改之后就会直接生成一套新的模型。

2虚拟制造技术在现代工程机械制造中的作用

2.1虚拟现实技术的应用使得机械设计更加便捷

传统的机械设计都是通过纸质的画设计图，通过设计者利用大量复杂的公式，图形进行计算，从而推算出各个零部件的尺寸，设计枯燥繁琐，还更加容易出现错误。最关键的是，需要耗费大量的时间和资源建立最初的设计模型以后，才能判断设计是否合理标准。而且一些产品的材料，契合程度都无法从最初的设计中得到结论。一旦出现错误，还需要再重新进行计算核对。这样又浪费了大量的时间，使得设计过程更加繁琐，并且耗费了企业的资源，使得企业在最佳的时间错过了生产，让企业失去了核心竞争力。然而，有了虚拟现实技术，我们就可以直接通过电脑，直接进行数据的推算，准确度大大的提升。这样的方式也减轻了设计者的负担，提升了其工作效率。并且在设计中，能够建立立体的模型，节约了企业的成本。虚拟现实技术可以使设计者通过构件材料，外观，摩擦，契合程度更好的审视自己的设计，出现错误能够马上修改。这样为企业节约出了大量的生产时间。产品生产出来，便可以抢先一步抢夺市场资源，提高竞争力。

2.2虚拟技术可以更好地进行后期数据的处理与分析

在得到许多重要的数据以后，虚拟技术可以将这些数据做成图形或者动画，通过比对，这些数据就会比我们传统的将数据排列一起更加直观，更加生动。而且利用互联网的强大资源，我们甚至可以比对近十年的数据。直观的数据比对让我们能够更好的认识自己企业的许多方面，从而企业可以清楚的认识自己的劣势，进而增强企业的竞争力。

2.3增强各种设备的安全性与规范性

在现代化的机械制造技术之中，要保证各种特定的设备具有一定的安全性和保密性，对于不同的工种我们需要进行测特殊阶段的实验，因此数据的可靠性和保密性是我现阶段的一个重要难点问题。各种人员需要及时加大思想意识的培养，促进数据模拟化经营。对于一些特定的经营设备，还需要将其制造技术和其他的研究技术进行不断的融合更新和完善，进一步使得数据设备之中具有更加合适的方式，对不同的实际情况工程进行实地分析，进一步把握建筑工程的具体数据情况。

3虚拟现实技术在机械制造与设计中的应用

3.1虚拟产品概念设计中的应用

所谓的“概念设计”是针对概念产品的设计形式，其目的是为了能够获得产品的基本形态，是产品研发与设计中最为关键的组成部分，对于产品的生产成本有着密切的关系。把虚拟现实技术运用到概念设计中，要从以下两个方面进行着手：一是运用虚拟现实技术优化、改进机械产品概念中的不足之处，既能够为机械制造的设计人员提供语音识别输入所带来的便利性，而且机械产品设计人员还可以通过不同的手势动作以及程序输入的方式进行操作。此外，设计人中也能够通过虚拟技术在三维环境中把产品的立体模型进行数据分析，并对内部结构进行细节调整与优化。二是可以为产品设计人员理清机械概念的思维和设计内涵的表达，让更多的人可以直接、立体地感受产品的设计意图，不仅可以提高机械产品设计的成功概率，还可以强化机械产品在激烈的市场竞争中的核心竞争力。此外，虚拟现实技术的运用也可以让用户的产品体验变得更加完整，而厂商也可以按照用户的体验来对产品的不足之处进行及时调整、改进，并生产出更多让用户满意和认可的产品。

3.2虚拟设计中的应用

‘虚拟设计’就是把虚拟现代技术运用到机械制造与产品开发设计环节中。通常情况下，机械设计人员在设计出一款新的产品，设计人员会把产品的相关参数以及设计框架进行详细测试，以此来确认产品本身是否能够满足市场的需求，并针对其间不合理或者有缺陷的位置进行及时整改、优化，让产品变得更完美。例如在进行蜗轮蜗杆减速器的设计过程中要对蜗轮蜗杆的所有参数都要进行评测和调整，在经过反复确认之后才能够再利用数据建模的方式来进行仿真制造和加工；或者运用虚拟现实技术对该设备进行重新设计，这样既可以防止在实际生产过程中出现不合理的情况，同时也可以确认该设备与其他构件在操作过程中是否存在不合理的运动协调问题，确认轴、键、轴承等相关配件的硬度、刚度以及抗冲击性等等。

3.3虚拟现实技术在机械制造中应用

虚拟现实技术在机械制造中的应用主要有三种表现形式，分别为设计、控制与生产。在机械制造中，相关工作人员可以先行应用虚拟现实技术，模拟在机械制造中的产品设计情况，并以此作为依据对机械产品的制造工艺与技术等进行不断地调整与改进，使得机械制造技术工艺获得提升，提高机械制造的效率与质量水平。在机械制造过程中，则可以应用虚拟现实技术对整体制造过程流程进行模拟，从而更好地控制机械制造工作，对机械制造进行管理，更加细致地对机械制造过程进行监控。在机械制造生产中，虚拟现实技术则能够及时地发现产品问题，从而加以解决处理，提升机械产品品质性能。

结语

科技越来越发达的今天，我们要抓住机遇与挑战。虽然虚拟技术近几年才开始兴起，但是随着科技的进步，虚拟技术在各个领域中的应用会越来越广泛。最先运用到机械设计领域的企业，会更优先抢占市场的先机。把握住虚拟技术的核心，将其运用到机械设计中，既可以给设计者减轻负担，又可以使机械设计越来越精准。精准的设计也会使生产出来的产品更加实用。虚拟技术在机械设计中的应用，还会大大的降低社会资源与自然资源的浪费。利用虚拟技术，将其与机械设计有机的融合到一起，是各个行业的竞争核心。

参考文献

[1]赵阶晨,潘燕梅,胡伟.虚拟现实技术在机械工程实验中的应用.数字技术与应用,2019（09).

[2]翁礼杰.虚拟现实技术及其在机械设计与制造中的应用.中国机械,2019(10).

[3]李锐.虚拟制造技术在现代机械工程设计领域中的应用.河南科技,2019(13).