虚拟注射机仿真系统的研究与开发

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1、华中科技大学硕士学位论文虚拟注射机仿真系统的研究与开发姓名：刘芬申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：李德群20060426摘要随着塑料注射成型技术的发展，相关领域技术人员的大批量培训已成为工业增长的现实需要，知识化、数字化、可视化的计算机虚拟注射机系统是解决这一问题的有效途径。根据宁波海太机械制造有限公司与华中科技大学塑性成形与模具技术国家重点实验室的合作项目的研究目标，本文对塑料注射成型机的模拟和仿真进行了深入的研究与探讨，开发了三维虚拟注射机仿真系统软件。本文采用现代软件技术对注射机

2、仿真系统进行了分析与设计。从详细了解真实注射机的操作环境出发，针对塑料注射成型的特点，运用合理的设计策略，建立了仿真系统的总体结构，阐述了各个模块的功能，并建立了仿真系统的各个抽象对象类。针对注射机建模的特点，本文分析了三种建模方案，最终采用CAD系统进行注射机各部件的参数化建模，通过程序获取模型数据，由OpenGL进行绘制和处理。在此基础上建立了基于OpenGL的图形平台，阐述了图形平台的主要模块功能，介绍了立体三维效果的实现原理。在分析注射机运动的基础上，本文讨论了三种动作仿真方案，最终采用程

3、序与动画定位的结合实现注射机动作的仿真。详细阐述了基于骨骼动画的动作仿真方案，介绍了骨骼动画的原理与实现过程。本文还介绍了树状形式的注射机模型控制方案，通过部件列表形式，实现零部件的管理与控制。通过合理的简化，分析了两种动作控制方案的特点。阐述了虚拟注射机控制系统的结构与工作原理，并讨论了它的实现过程。最后，在前面研究的基础上，本文对虚拟注射机仿真系统进行了原型研制，设计了注射机仿真环境HsCAI，并演示了系统界面和工作过程。关键词：虚拟现实；注射机；骨骼动画；教学系统IAbstractWitht

4、herapiddevelopmentofplasticinjectionmolding,largenumbersoftrainingforcorrelativetechnicianshavebecomepracticalrequirementnow.Aknowledge-based,digital,visualandcomputer-basedvirtualinjectionmachinesystemisaneffectivesolutionofthisproblem.Accordingtothe

5、specificationofthecooperativeprojectbetweenHAITAIcorporationandHuazhongUniversityofScienceandTechnology,thesimulationofplasticinjectionmoldingmachineshasbeeninvestigatedthoroughly.Andthecorrespondingsimulationsystemhasbeendeveloped.Theanalysisanddesig

6、nofthevirtualinjectionmachinesystemwithmodernsoftwaretechnologiesarediscussed.Throughadeepinsightintotheactualoperatingenvironmentofinjectionmachinesandthecharacteristicsofinjectionmolding,theconfigurationofthesimulationsystemhasbeenestablished.Functi

7、onsofeverymoduleareintroducedwithtotalbaseclassesofthesimulationsystemalsoestablished.ThreemodelingschemeshavebeenanalyzedandfinalmodelingthroughCADsystemsisadopted,withmodeldataobtainedbyprograms.ThegraphicsbasewithOpenGLhasbeenestablished,withfuncti

8、onsofmainmodulesintroduced.Principlesofthree-dimensionaleffectsarealsopresented.Threemethodsofactionsimulationhavebeendiscussedinthispaperbasedontheanalysisofinjectionmachines’motions.Actionsimulationthroughprogramswithanimationpositionedisapp