基于虚拟现实技术的交互式装配培训系统

摘要

近年来,随着制造业的发展,生产工人的素质高低对产品质量的影响越来越大。其中,装配作为产品生产的最后一个环节,其装配技能的重要性尤为突出。随着计算机技术的发展,基于虚拟现实的仿真培训系统发展迅猛,虚拟汽车驾驶、仿真数控加工、产品的虚拟装配等都有着广阔的应用前景。本文建立了一个基于虚拟现实技术的交互式装配培训系统,以设备的三维模型为基础,借助于虚拟现实的人机交互,在计算机上仿真机械设备拆装操作的全过程。
　　 本文以手动4档变速箱为装配对象,为实现虚拟环境下的技能培训研究了以下几个内容:三维模型的创建与优化、虚拟装配环境中的碰撞问题、人机交互的技术实现。培训系统能真实的反应出实际装配现场的工作环境,接受培训的人员能身临其境的进行装配操作,移动零件到正确的位置,完成安装任务。
　　 为达到良好的训练效果,本系统以Virtools为开发平台,对在虚拟环境中装配工作的实施进行了分析研究,设计了拆解演示模块、装配练习模块、考核评价模块,并实现了丰富的人机交互。系统能够检测安装的顺序、安装路径的正确性,并给出实时的帮助提示,指导操作者完成装配任务。在装配的考核模块中,能对操作者的装配过程给出评价,指出问题,以提高装配者的操作技能。