一、前言

    自20世紀80年代以來，模具設(shè)計制造技術(shù)得到了突飛猛進的飛速發(fā)展，這有賴于計算機技術(shù)進步和信息技術(shù)革命帶來的巨大契機。進入新世紀以來，模具設(shè)計制造技術(shù)必將又產(chǎn)生一場新的革命，即虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)在模具設(shè)計制造行業(yè)的應(yīng)用。

    現(xiàn)在流行的模具CAD/CAM技術(shù)比起傳統(tǒng)的模具設(shè)計制造技術(shù)已有了顯著的進步，它就是根據(jù)產(chǎn)品的形狀，在計算機中設(shè)計出模具的三維圖形，然后給出一定的工藝參數(shù)，對CAD模型進行仿真加工，選擇出優(yōu)化的加工方法，并通過軌跡的驗證來確認加工的正確性。然后根據(jù)生成的加工代碼對實物進行加工。CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用縮短了產(chǎn)品的制造周期，大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

二、基于B/S模式的模具遠程設(shè)計制造

    隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在模具設(shè)計制造業(yè)的廣泛應(yīng)用將指日可待，有關(guān)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下遠程協(xié)同設(shè)計計算模式理論和應(yīng)用的研究也就必將引起人們的重視。目前，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的計算模式也由傳統(tǒng)的C/S模式轉(zhuǎn)向基于Internet/Intranet的B/S模式。

    B/S模式簡化了客戶端軟件，只須裝上瀏覽器作為客戶端應(yīng)用的運行平臺，而將所有的開發(fā)、維護和升級工作集中在服務(wù)器端。用戶使用瀏覽器上網(wǎng)，向Web服務(wù)器發(fā)送請求，Web服務(wù)器處理請求，查詢數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行應(yīng)用程序，并將結(jié)果信息組織成HTML頁面發(fā)送給用戶，在用戶的瀏覽器上顯示，組成一個三層的B/S模式。

    在文獻中建立了一個遠程協(xié)同設(shè)計與制造的系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)圖見圖1。該系統(tǒng)和其它很多的系統(tǒng)一樣都能較好地實現(xiàn)遠程設(shè)計，但是如何能使遠程設(shè)計如同現(xiàn)場設(shè)計，這樣的問題還有待于進一步解決。筆者綜合考慮了傳統(tǒng)的模具設(shè)計制造技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展，認為結(jié)合V/V技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)并行設(shè)計制造將是未來模具設(shè)計制造業(yè)發(fā)展的趨勢。

圖1 遠程設(shè)計制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖

三、基于V/V技術(shù)的模具設(shè)計制造

    V/V技術(shù)即VM(Virtual Manufacturing)技術(shù)和VR(Virtual Reality)技術(shù)。VM即虛擬制造技術(shù)就是在集成化的合成制造環(huán)境下基于計算機建模和仿真的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)，即在計算機中實現(xiàn)制造的技術(shù)，它包括以設(shè)計為中心的VM、以加工為中心的VM和以控制為中心的VM等類別。虛擬制造強調(diào)在實際投入原材料進行產(chǎn)品生產(chǎn)之前，先完成產(chǎn)品設(shè)計與制造過程的相關(guān)分析，以保證制造實施的可行性，其主要目的是為了提高產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃以及車間控制中的決策與控制水平。工模具虛擬制造技術(shù)，不僅能夠提供產(chǎn)品的實體造型，生成數(shù)控加工指令，進行加工仿真，通過對仿真結(jié)果進行分析及強度計算實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，而且能在計算機上進行模擬裝配、干涉檢查及產(chǎn)品的性能分析，并能進行模具運動仿真，從而使模具開發(fā)一次成功率大大提高，有效地縮短了模具設(shè)計和制造周期，大大降低了模具成本，同時也能保證提高模具的加工質(zhì)量，從而提高了企業(yè)的市場競爭力。VM不是單純的CAD/CAM，也不是單純的CAD/CAE/CAM，而是在CAD/CAE/CAM基礎(chǔ)上的進一步發(fā)展，可以看作是CAD/CAE/CAM集成化發(fā)展的更高層次。

    VR即虛擬現(xiàn)實，就是利用計算機發(fā)展中的高科技手段構(gòu)造出一個虛擬的境界，使參與者獲得與現(xiàn)實一樣的感覺。虛擬現(xiàn)實是一個在當(dāng)今國際上倍受關(guān)注的課題。如果真正實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實，那么對整個人類的生活與發(fā)展都將引起巨大的變革。人們都知道Internet是世界上最大的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它將世界各地的計算機、局域網(wǎng)通過TCP/IP協(xié)議連接起來，人們可以通過E-mail、FTP、WAIS、Gopher、Finger、WWW等手段達到信息共享。特別是WWW利用HTML，以其優(yōu)美的圖形界面和豐富的超連接可獲得直觀的效果。目前，公司、企業(yè)甚至個人都紛紛建立自己的主頁，于是產(chǎn)生了Intranet。但是，熟悉WWW的人們都知道，由于HTML語言的局限性，VRML之前的網(wǎng)頁只能是簡單的平面結(jié)構(gòu)，就算Java語言能夠為WWW增色不少，但也僅僅停留在平面設(shè)計階段，而且實現(xiàn)環(huán)境與參與者的動態(tài)交互是非常煩瑣的。于是，虛擬現(xiàn)實建模語言(VRML)應(yīng)運而生。將虛擬現(xiàn)實(VR)引入模具設(shè)計制造領(lǐng)域，并與虛擬制造技術(shù)(VM)進行有機結(jié)合，勢必引起一次模具設(shè)計制造業(yè)的思想變革。

四、對模具設(shè)計制造技術(shù)未來發(fā)展的探討

    當(dāng)今社會是以信息技術(shù)為中心的工業(yè)或后工業(yè)社會，圍繞計算機技術(shù)而產(chǎn)生的新技術(shù)不斷地涌現(xiàn)。在模具設(shè)計制造領(lǐng)域，首先是CAD/CAM技術(shù)，它有機地結(jié)合了人和機器各自的優(yōu)點，目前已成為加速產(chǎn)品更新、提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強市場競爭力的強有力工具，有人把CAD/CAM技術(shù)及其應(yīng)用水平看作是衡量一個國家的科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要標志之一。經(jīng)過多年的努力，模具CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展到了相當(dāng)高的程度，人們正沿著集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向進行著更加深入地研究。綜上所述認為，在充分發(fā)展虛擬制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)，建立一個基于B/S模式的智能化的網(wǎng)絡(luò)并行設(shè)計制造系統(tǒng)是制造行業(yè)發(fā)展的必由之路。

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