基于Virtools的模具虚拟拆装实验室系统的设计与实现

论文摘要

工业生产的基础工艺装备是模具。振兴和发展我国的模具工业,越来越受到人们的关注、重视。在仪器仪表、电子汽车、电机电器、家电通讯等产品中,零部件中有60%-80%的产品都需要通过模具成形。使用模具可以生产出高一致性、高复杂结构、高精度、高效率和低成本的产品,是其他加工方法所不能比拟的。随着现代工业的不断发展,社会上对于模具专业的人才需求不断增加。因此许多高校和科研机构也开始设立模具专业,并开始培养大量的模具人才,但是模具课程中的重要实践课是高校及科研机构很长一段时间很难解决的问题,特别是模具实践课上所需要的各种类型的模具设备成本高、学生拆装过程中或认识过程中可能存在的各种危险性和学生相对于模具实验设备来说过多,很难让每个学生都能亲身体会一下实际工厂中的拆装步骤等,这些问题都严重影响着学生的动手操作能力和实际的经验,从而也给高校培养出来的学生带来严重的负面效应。为了合理地解决学生的理论知识和动手实践能力脱节的问题,模具虚拟拆装实验室成为新世纪研究的焦点。本文就是通过对模具虚拟拆装实验室的社会及功能需求分析,利用Virtools这种具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件设计并开发出模具虚拟拆装实验室系统的主要功能,同时借助Visual studio开发平台设计并开发出系统交互界面及一些脚本,并调用外部的模具电子词典软件（主要介绍模具典型结构及知识）,来满足用户学习模具设计知识和掌握模具典型结构的需求,并模拟仿真演示实际拆装过程,让用户熟练掌握模具拆装要领。本文中的模具虚拟拆装实验室主要包括模具观察工具、仿真演示工具、拆装实训工具、知识学习工具、考试考核工具,其中仿真演示、知识学习、拆装实训是三个相对独立的模块,考试考核是建立在拆装实训基础上的对用户操作正误的判断。该模具虚拟拆装实验室提供给用户更广大的学习空间,更适用于各个层次、各个水平的用户学习,并且方便用户在任意的时间段或任意的空间内学习或训练。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 模具虚拟拆装实验室系统开发的背景和意义
• 1.2 虚拟实验室系统国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 虚拟实验室系统的国内外研究现状
• 1.2.2 模具虚拟拆装实验室教学软件研究的现状
• 1.2.3 虚拟实验室系统的发展趋势
• 1.3 课题研究的主要任务及系统开发平台
• 1.3.1 课题研究的主要任务
• 1.3.2 系统开发平台简介
• 第2章 基于Virtools的模具虚拟拆装实验室系统的需求分析
• 2.1 模具虚拟拆装实验室系统项目概述
• 2.1.1 功能概述
• 2.1.2 用户环境描述
• 2.1.3 可行性分析
• 2.2 模具虚拟拆装实验室系统项目需求分析
• 2.2.1 系统功能性需求分析
• 第3章 基于Virtools的模具虚拟拆装实验室系统的设计
• 3.1 基于Virtools的模具虚拟实验室界面设计
• 3.1.1 模具拆装虚拟实验室界面设计
• 3.2 模具虚拟拆装实验室系统的功能设计
• 3.2.1 鼠标操作功能的设计
• 3.2.2 调节透明度功能的设计
• 3.2.3 查看剖面功能的设计
• 3.2.4 查看知识功能的设计
• 3.2.5 隐藏部件功能的设计
• 3.2.6 显示部件功能的设计
• 3.2.7 仿真动画功能的设计
• 3.2.8 用户认证功能的设计
• 3.2.9 载入模具教学实例功能的设计
• 3.2.10 自主装配功能的设计
• 3.2.11 自主拆卸功能的设计
• 3.3 模具虚拟拆装实验室系统的数据结构设计
• 3.3.1 模具产品拆装模型
• 3.3.2 数据结构（以数据表为例）
• 3.3.3 基本原则
• 3.3.4 关于序列图的构建功能
• 3.3.5 关于拆、装前台功能
• 3.4 虚拟实验室系统消息的设计及处理
• 3.4.1 VT内部消息的设计及处理
• 3.4.2 界面框架的消息设计及处理
• 第4章 基于Virtools的模具虚拟拆装实验室系统的实现
• 4.1 界面交互功能的实现
• 4.2 后台应用程序功能的实现
• 4.2.1 鼠标操作功能的实现
• 4.2.2 调节透明度功能的实现
• 4.2.3 查看剖面功能的实现
• 4.2.4 查看知识功能的实现
• 4.2.5 隐藏部件功能的实现
• 4.2.6 显示部件功能的实现
• 4.2.7 仿真动画功能的实现
• 4.2.8 用户认证功能的实现
• 4.2.9 载入模具教学实例功能的实现
• 4.2.10 自主装配功能的实现
• 4.2.11 自主拆卸功能的实现
• 4.3 数据结构的实现
• 4.4 虚拟实验室系统消息的实现
• 4.4.1 VT内部消息的实现
• 4.4.2 界面框架消息的实现
• 第5章 应用实例展示
• 5.1 调入案例功能模块
• 5.2 观察工具功能模块
• 5.3 仿真演示功能模块
• 5.4 拆装实训功能模块
• 5.5 知识学习功能模块
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果