VR自诞生以来,以其身临其境的沉浸式交互体验而广受关注,涉及学科众多,其应用领域广泛,如大家熟知的VR电影、游戏等,VR和工业仿真碰撞能擦出怎样的火花呢?
工业仿真+VR:“人-机-环”虚拟工厂
工业仿真三维引擎融合VR交互,是实现“人-机-环”互通最直接有效的方式,是工业仿真的有效延伸。最基础的应用便是VR工厂巡检,通常大型工业生产流程很难一窥全貌,如炼钢、汽车制造、制药等,采用工业仿真+VR技术,将现实工厂以多角度,全方位地投影到VR世界中。
结合同步数据管理系统,管理者足不出户就能从各个角度身临其境、鸟瞰整个工厂设备及管网布置细节,监控、管理整个生产过程的每一个环节、每一个空间、每一台设备和甚至每一个人,以加强信息管理和服务,提高生产和管理效率,从而构建一个高效、节能、绿色环保、环境舒适的人性化、3D可视化、现代化的VR虚拟仿真工厂。
工业仿真将厂区厂房、车间、设备、人体模型等,按照1:1的比例3D复原数字化工厂的整个生产环境,结合传感器、数据可视化、物联网和设备监控等技术,将整个工厂的各种元素动态生产过程实时反映其生产流程和运行状态,再以虚拟现实(VR)的形式可视化呈现。
将VR融入工业仿真,除了基础的沉浸式体验,还能解决很多单纯软件仿真无法模拟的人机仿真场景,如装配工艺、总装工人培训、工艺设计、机器人离线示教等。下面我们看看美云智数工业仿真平台MIoT.VC如何实力玩转VR。
数字化仿真平台:契合本土制造业需求
美的收购全球领先机器人公司库卡(KUKA)后,与美云智数在国内成立联合研发中心,推出一款契合本土制造业需求的数字化仿真平台MIoT.VC,新增3D工业设计、工艺设计编制、装配仿真、人机工程、虚拟离线编程等技术。
生产制造时需要将成千上万的零件装配组成最终产品,而产品配合设计、可装配性的错误,却通常到最后的装配过程才能被发现,如人操作可达性、便利性、装配干涉等。因此在设计阶段或生产前,进行必要的人机虚拟装配仿真,能有效解决这类问题,帮助企业缩短产品发布周期,提高生产效率,降低产品设计成本、增强市场竞争力。
以美的洗衣机为例,洗衣机生产需要内外部机械配件、操作面板等多个重要部件,工艺复杂,如果在部件生产后再进行装配测试,极大地降低研发效能、增加投产时间,而通过在MIoT.VC仿真环境中定义各装配零件与零件间、零件与环境间、零件与工具之间的约束范围、定义约束关系(轴向旋转、线性等),然后通过VR虚拟交互,能像在真实环境中一样对产品的零部件进行各类拆装、装配操作。
在虚拟装配过程中,MIoT.VC仿真系统能实时进行装配零件碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理,从而可以分析产品的可装配性进行分、验证和规划产品零部件装配序列等。同时,测试人员可以从场景的感知中了解、发现设计上的不足,在虚拟环境中感受到真实的作业环境空间,从而做出相应评判。在装配结束以后,虚拟仿真系统能够记录装配过程的所有信息,并生成评审报告、视频录像等供随后的分析使用。
通过对产品的模拟装配过程进行控制,从而检查产品的设计和操作过程是否得当,及时的发现装配过程中所出现的问题,修改模型、改进洗衣机装配生产工艺。
MIoT.VC如何实现VR装配?
MIoT.VC是如何实现VR装配的呢?整体可分以下几步:
➤ 定义VR识别装配零配件
在MIoT.VC工业仿真平台中,VR虚拟装配模块可实现零部件识别、选择和操作,同时配合应用软件接口可识别并显示零件信息。
➤ 定义约束关系
定义零件与零件之间、零件与环境之间、零件与工具之间的运动关系约束(轴向旋转、线性等)与规则。
➤ 干涉碰撞检测
通过MIoT.VC仿真平台碰撞检测虚拟装配过程,可以显示干涉区域、物理碰撞仿真或触觉反馈,并记录相关数据。
➤ 装配工艺优化
在分析干涉碰撞数据后,工程师可以优化零件结构、装配流程工艺再进行VR虚拟装配仿真直到符合设计要求。
VR虚拟装配可用于设计阶段产品设计,装配制造可行性分析,还能用于生产阶段新员工装配工艺岗前培训,允许产线工人在身临其境高仿真的环境中反复练习,不断提升技能和知识,突破时空限制,传统培训是不可能的。这种逼真的模式不仅很大程度上保证人员培训安全,还能让学员降低学习压力,压缩培训周期、降低培训成本。
除了VR虚拟装配,还有VR虚拟离线编程、VR产品展示、VR营销展示、VR产品维护维修等等。在VR世界中,通过1:1还原机器人作业真实环境,工程师可以在虚拟世界中完成虚拟示教编程,以更真实准确地还原示教编程环境。VR产品展示,观看者无障碍在“实地”感受产品的性能和功能,原本人眼不可见的微观结构、产品内部情况进行3D可视化展示,产品结构与工作原理一目了然。
相比单纯的软件仿真,采用VR+工业仿真的方式,可实现很多单纯仿真软件无法实现的仿真场景。总体来说,MIoT.VC的VR工业仿真具有以下特色:
“人-机-环”互通,真实模拟仿真人机工程;
VR交互性仿真设计,有效提高设计、仿真效率;
工业仿真与VR无缝对接,无需额外开发等工作。
工业仿真+VR:“人-机-环”虚拟工厂
工业仿真三维引擎融合VR交互,是实现“人-机-环”互通最直接有效的方式,是工业仿真的有效延伸。最基础的应用便是VR工厂巡检,通常大型工业生产流程很难一窥全貌,如炼钢、汽车制造、制药等,采用工业仿真+VR技术,将现实工厂以多角度,全方位地投影到VR世界中。
结合同步数据管理系统,管理者足不出户就能从各个角度身临其境、鸟瞰整个工厂设备及管网布置细节,监控、管理整个生产过程的每一个环节、每一个空间、每一台设备和甚至每一个人,以加强信息管理和服务,提高生产和管理效率,从而构建一个高效、节能、绿色环保、环境舒适的人性化、3D可视化、现代化的VR虚拟仿真工厂。
工业仿真将厂区厂房、车间、设备、人体模型等,按照1:1的比例3D复原数字化工厂的整个生产环境,结合传感器、数据可视化、物联网和设备监控等技术,将整个工厂的各种元素动态生产过程实时反映其生产流程和运行状态,再以虚拟现实(VR)的形式可视化呈现。
将VR融入工业仿真,除了基础的沉浸式体验,还能解决很多单纯软件仿真无法模拟的人机仿真场景,如装配工艺、总装工人培训、工艺设计、机器人离线示教等。下面我们看看美云智数工业仿真平台MIoT.VC如何实力玩转VR。
数字化仿真平台:契合本土制造业需求
美的收购全球领先机器人公司库卡(KUKA)后,与美云智数在国内成立联合研发中心,推出一款契合本土制造业需求的数字化仿真平台MIoT.VC,新增3D工业设计、工艺设计编制、装配仿真、人机工程、虚拟离线编程等技术。
生产制造时需要将成千上万的零件装配组成最终产品,而产品配合设计、可装配性的错误,却通常到最后的装配过程才能被发现,如人操作可达性、便利性、装配干涉等。因此在设计阶段或生产前,进行必要的人机虚拟装配仿真,能有效解决这类问题,帮助企业缩短产品发布周期,提高生产效率,降低产品设计成本、增强市场竞争力。
以美的洗衣机为例,洗衣机生产需要内外部机械配件、操作面板等多个重要部件,工艺复杂,如果在部件生产后再进行装配测试,极大地降低研发效能、增加投产时间,而通过在MIoT.VC仿真环境中定义各装配零件与零件间、零件与环境间、零件与工具之间的约束范围、定义约束关系(轴向旋转、线性等),然后通过VR虚拟交互,能像在真实环境中一样对产品的零部件进行各类拆装、装配操作。
在虚拟装配过程中,MIoT.VC仿真系统能实时进行装配零件碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理,从而可以分析产品的可装配性进行分、验证和规划产品零部件装配序列等。同时,测试人员可以从场景的感知中了解、发现设计上的不足,在虚拟环境中感受到真实的作业环境空间,从而做出相应评判。在装配结束以后,虚拟仿真系统能够记录装配过程的所有信息,并生成评审报告、视频录像等供随后的分析使用。
通过对产品的模拟装配过程进行控制,从而检查产品的设计和操作过程是否得当,及时的发现装配过程中所出现的问题,修改模型、改进洗衣机装配生产工艺。
MIoT.VC如何实现VR装配?
MIoT.VC是如何实现VR装配的呢?整体可分以下几步:
➤ 定义VR识别装配零配件
在MIoT.VC工业仿真平台中,VR虚拟装配模块可实现零部件识别、选择和操作,同时配合应用软件接口可识别并显示零件信息。
➤ 定义约束关系
定义零件与零件之间、零件与环境之间、零件与工具之间的运动关系约束(轴向旋转、线性等)与规则。
➤ 干涉碰撞检测
通过MIoT.VC仿真平台碰撞检测虚拟装配过程,可以显示干涉区域、物理碰撞仿真或触觉反馈,并记录相关数据。
➤ 装配工艺优化
在分析干涉碰撞数据后,工程师可以优化零件结构、装配流程工艺再进行VR虚拟装配仿真直到符合设计要求。
VR虚拟装配可用于设计阶段产品设计,装配制造可行性分析,还能用于生产阶段新员工装配工艺岗前培训,允许产线工人在身临其境高仿真的环境中反复练习,不断提升技能和知识,突破时空限制,传统培训是不可能的。这种逼真的模式不仅很大程度上保证人员培训安全,还能让学员降低学习压力,压缩培训周期、降低培训成本。
除了VR虚拟装配,还有VR虚拟离线编程、VR产品展示、VR营销展示、VR产品维护维修等等。在VR世界中,通过1:1还原机器人作业真实环境,工程师可以在虚拟世界中完成虚拟示教编程,以更真实准确地还原示教编程环境。VR产品展示,观看者无障碍在“实地”感受产品的性能和功能,原本人眼不可见的微观结构、产品内部情况进行3D可视化展示,产品结构与工作原理一目了然。
相比单纯的软件仿真,采用VR+工业仿真的方式,可实现很多单纯仿真软件无法实现的仿真场景。总体来说,MIoT.VC的VR工业仿真具有以下特色:
“人-机-环”互通,真实模拟仿真人机工程;
VR交互性仿真设计,有效提高设计、仿真效率;
工业仿真与VR无缝对接,无需额外开发等工作。