虚拟装配动画制作过程流程图.doc

虚拟装配动画制作过程流程图动车组转向架检修系统中虚拟装配动画设计与实现发表时间：2010-8-30 米小珍 苍松 金燕 周韶泽 马思群 蒋惠 来源：万方数据关键字：虚拟装配 动画制作 动车组转向架 3ds Max 信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本围绕CRH3动车组转向架虚拟装配动画制作，综合考虑转向架结构和编组特点，将三维建模、三维动画制作、多媒体影音技术结合，起来设计出一套转向架虚拟装配动画的制作方案。利用ProE建立零件三维装配模型，模型导入3ds Max进行装配动画制作，利用Premiere完成动画的后期制作。很好地提升了复杂产品虚拟装配动画制作过程中建模与动画制作的灵活性，提高了相似模型动画制作的重用性，降低了动画制作的复杂度。 CRH3高速动车组最高运行速度为350 kmh。转向架是动车组莺要的组成部分，转向架结构及其装配信息是装配人员和检修人员必须掌握的知识。CRH3高速动车组采用CW300型转向架，其零部件数量多，结构和装配关系复杂，成本占整个动车组成本的15，维修成本则占到40以上。在高速动车组5级修程中，转向架检修工作量最大。 随着我国铁路运输的发展，动车组的产量将不断增加，转向架装配与检修人员也会不断增多，在装配和检修培训过程中如果采用物理样机，不但成本巨大，而且浪费人力物力。另外，在检修过程中使用传统的纸质文档也会造成查找网难和携带量大等诸多不便。因此，制作出具有虚拟装配动画、三维模型浏览、电子图纸和电子修程等相关内容的CRH3动车组转向架检修信息系统具有现实意义。 (1)能够直观并且详细地表现出转向架的资料信息和装配过程。 (2)大幅度节省厂房、培训人员和实习设备，降低培训成本和培训时间。 (3)为教学提供直观可视的标准范本，更高效地将虚拟训练转换成实际的装配和检修技能。l虚拟装配技术及虚拟装配动画功能特点I1虚拟装配技术 虚拟装配技术是虚拟现实技术发展的一个分支，已经成为提高装配工艺技术水平的研究热点。用于指导实践的虚拟装配技术的基本思想就是从装配工艺的角度，利用计算机仿真技术和虚拟现实技术，建立一个高逼真度的装配工艺仿真环境，用户可以在虚拟环境中直观地了解装配工艺，确定装配顺序、工件使用和装配操作方法，最终指导生产实践。12虚拟装配动画具有的功能特点 文章围绕CW300型转向架虚拟装配动画的制作，以转向架真实装配过程为仿真对象，综合考虑转向架三维建模、建模软件与动画制作软件接口连接、虚拟装配动画的制作以及动画后期处理等主要环节，力求解决复杂产品虚拟装配动画制作过程中的一系列难题。 虚拟装配动画具有以下功能特点： (1)动画能够真实准确地表达出CW300型转向架的结构信息。 (2)能够正确表达各个零部件的装配顺序，直观真实地演示零件的安装步骤、安装路径和紧固动作。 (3)用声音和文字对零部件的名称、尺寸和装配标注等做出说明，对各个零部件的装配信息做出更全面直观的表达。2虚拟装配动画的制作方案21动画制作软件方案比选 目前主流的三维动画制作软件有Maya和3ds Max。Maya是整合3D建模、动画，效果和渲染的解决方案，自发布以来就获得许多动画师的喜爱及推荐。3ds Max是三维动画制作软件，提供基于Windows平台的实时动画设计功能，可以在虚拟的三维场景中制作出逼真的3D动画，并输出帧存图像和视频文件，许多电脑图像与动画制作都采用3ds Max软件，在广告、影视、工业设计、多媒体制作及工程可视化领域的应用已非常普遍。 比较两款软件，3ds Max的学习相对简单，使用者不需要掌握复杂的计算机图形学(CG)概念，3ds Max也没有提供更多的相关功能。用户只需要使用相关的命令就可以完成制作工作。Maya的使用相对复杂，界面和菜单都没有3ds Max直观，另外还有大量的隐藏节点命令。Maya的渲染速度、交互速度，软件运行环境以及可使用的插件都没有3ds Max表现的出色，而Maya在质感和动画细节方面的优势又不是转向架装配动画制作所需要的，考虑到以上因素，我们选用Autodesk 3ds Max 9作为三维动画制作软件。22动画制作方案 转向架虚拟装配的实现可以采用基于模型的方法建立虚拟装配环境，其中，几何模型是构建虚拟装配环境的基础。虽然3ds Max本身具有三维实体建模功能，但3ds Max更侧重于动画表达，并不适合高精度要求的工业零件建模。而且现在主流的工业建模软件ProE、CATIA等都能提供专业、简洁、精确的工业模型绘制功能，更适合转向架模型的建立。考虑上述原因以及项目组的软件配置，在ProE中建立三维模型、装配零件和进行干涉检查是一种较为合理的方法。 通过ProE建模之后，就要针对模犁进行虚拟装配动画的制作。为了得到理想的视觉效果，需导入3ds Max中为模型进行材质赋予、场景灯光、摄像机设置、动画编辑等操作。但由于ProE与3ds Max是不同公司的产品，二者之间不能进行准确快速的模型转换。这就需要第3方软件作为模型互导的接口。PolyTrans是一款专业的模型转换软件，用来导入和输出多种不同3D文件格式的3D场景转换工具，能够实现3ds Max与ProE之间几何上和组织方法上的转变，且在转变过程中保持几何体在两种环境中可具有的最高精度。更重要的是PolyTrans针对3ds Max提供了专用插件，安装和使用都非常便捷，所以选用PolyTrans作为3ds Max与ProE之间模型转换的接口。 通过3ds Max可以生成简单的视频动画，但并不具备声效、文字标注等视频特效，要达到理想的动画效果必须对其进行专业的后期制作。Premiere是基于非线性编辑设备的视音频编辑软件，广泛应用于影视制作领域。所以，我们选用photoshop制作文字标注，选用Premiere Pro进行动画后期制作。虚拟装配动画制作过程流程如图l。图l 虚拟装配动画制作过程流程图3虚拟装配动画制作关键技术及其实现31建立模型的关键技术 因为系统采用基于模型的方式制作虚拟装配动画，所以建立转向架三维模型便成为整个动画制作的基础。转向架包含上千个零部件，为了保证建模过程中零部件装配准确和节省建模时间，建模过程中常常先装配零件毛胚，再参照其它零件特征对其加工以形成零件的精确形状和定位，如图2(a)。但在ProE中对零件进行装配后再进行特征操作，ProE认为特征操作在零件外部进行，并不对原始零件层级进行修改。这样在导入3ds Max后会出现导入零件为原始毛胚的现象，如图2(b)。具体的解决办法：在图2(a)的旋转裁剪特征建立的时候，需要对特征的优先级进行更改，打开“编辑定义界面”，在“相交”中取消“自动更新”，在零件列表中选择需要进行切剪的零件，将其缺省显示级设为零件级“确认”。设置后零件便具有了剪切特征，如图2(C)。国2 ProE建模中特征级问题32三维模型转换 ProE能够建立精确的转向架实体模型，但并不具备装配动画制作的功能，须通过合适的接口连接将建好的模型导入到专业的动画制作软件中进行虚拟装配动画的制作。在ProE中将模型装配完成并存储为ProE默认的格式之后，可以通过PolyTrans导人到3ds Max中制作装配动画。模型导入方法：安装PolyTrans for 3ds Max插件，在工具选项卡的“更多”中选择。PolyTrans IOConverters”，在弹出的“PolyTrans”面板上选择“Import”选项卡中的“Imp：ProEasmprtFiles”，在弹出的对话框中找到要导入的文件，单击打开按钮，对系统弹出的“Import PTC GraniteFile Wizard”对话框进行设置，在“Add defaultlights”中选择“Add nothing”不添加灯光。这样，在ProE中制作的三维模型就准确地导入3ds Max系统中。 转化后的对象不但保持各自的独立性，而且完整地保留了在ProE中所建立的树状结构和零件的名称(这里的零件名称使用的是转向架中零件的物料号)。本文为授权转载文章，任何人未经原授权方同意，不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用，e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之，以便进行及时处理。联系方式： tel20/21。责任编辑：许小倩共2页1 2 下一页 上一篇文章：ProE和VERICUT虚拟机床建模与仿真 下一篇文章：基于Pro/E的内燃机曲柄连杆机构虚拟装配与运动仿真信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本相关热点 面向生产的PDM系统的实施和应用 连载：数据中心建设与管理指南（第三章） 基于PDM的福田重工零部件分类管理 基于单层BOM的产品BOM管理方法 两化融合趋势下，制造企业CIO必须应对的八大挑战 服装企业的PLM客户需求信息模型 面向飞机制造企业基于3D-PLM的快速工艺准备技术研究 中小企业ERP的应用现状分析与对策思考相关文章 虚拟装配的几种中心技术研究 基于PROE的曲轴连杆组虚拟装配技术的研究 基于Pro/E的内燃机曲柄连杆机构虚拟装配与运动仿真 基于Autodesk Inventor的连杆机械手的虚拟装配及运动干涉检查 基于CATIA的清扫车驻车制动的装配与仿真 虚拟装配在装配体反求工程中的应用 拆卸法在尾座虚拟装配序列规划中的应用 数控铣床虚拟装配建模及其加工仿真研究相关新闻 TopSolid成功实现组合夹具的虚拟装配及管理相关词条 虚拟装配相关资料 Siemens NX6 装配建模教程 虚拟装配技术在雷达装配中的应用 Solidworks教程：动画制作加水的瓶子 基于CATIA的机械零件虚拟装