郭啸栋，蒋 政，卓荣明，汪通悦

（淮阴工学院机械工程学院，江苏 淮安 223003）

虚拟拆装包括虚拟拆卸和虚拟装配两个方面。装配和拆卸，是制造业的两个关键问题。虚拟拆装技术通过计算机对零部件拆装过程的仿真模拟，克服了“实物验证”的滞后性，缩短了开发周期，节约了开发成本，且可在事前控制装配作业中可能出现的问题[1]。本文利用Cult 3D，结合Pro/E、3DS Max8 等软件，开发了注射模虚拟拆装实验，通过浏览器可清晰的看到模具的整体结构、零件组成和拆装顺序。

1 Cult 3D 软件介绍

Cult 3D 是全新的网络3D 技术，是一个跨平台的3D 引擎[2]。利用其可在网页上建立交互的3D 对象，利用鼠标和键盘可控制网页中三维物体的运动、缩放等。Cult 3D 基于Java 内核，跨平台性良好，其开发界面可视化，用户可轻松掌握。

2 注射模模型的建立和虚拟拆装的实现

实验模型选择实验室实际使用的注射模，对其进行拆装和结构分析，掌握注射模的零件组成和拆装顺序，并进行测绘。由于Cult 3D 本身不具有建模功能，因此，需用其他三维建模工具。3DS Max 因其功能强大，是目前使用最多的三维建模、动画、渲染软件。在3DS Max 软件安装对应的Cult 3D 插件后，可将三维模型导出为Cult 3D 模型文件，故采用3DS Max8 作为模型格式转化工具。首先，利用Pro/E 创建零部件模型，并设置颜色，然后导入到3DS Max8，通过Cult 3D Export 导出*.c3d 文件，最后在C3D Designer 中完成交互式拆装模拟工作。

利用Pro/E 软件创建注射模各个零部件的三维模型，生成*.prt 格式文件。由于Pro/E 与3DS Max8 通过STL 格式进行接口，3DS Max8 无法打开上述格式文件。因此，需要将*.prt 文件保存副本，生成*.obj 格式，通过该格式将Pro/E 与3DS Max8 建立起连接。打开3DS Max8，从“文件”里选择“导入”，选择*.obj 格式文件，导入并进行编辑，编辑后的效果如图1 所示。

图1 3DS Max 中模具整体

当编辑完成之后，将其导出为*.c3d 文件，在导出之前，需先安装Cult 3D Export 插件，再从“文件”里选择“导出”并保存。

打开Cult 3D，导入之前转换完成的*.c3d 文件，按照“事件→动作→场景要素”的顺序依次完成注射模整体拆卸的事件规划，相应的所编制的事件规划程序如图2 所示。通过窗口可以检查动作和事件以及操作对象之间的相互关系。

图2 注射模拆装过程事件规划图

由于注射模的拆装过程必须符合一定的逻辑序，因而,在动作设计中进行了相应处理，使得整个拆装过程具有动态性、交互性和逻辑控制性，符合实际的工艺要求。具体实现是用时间线(TimeLine，如图3所示)控制动作的先后次序，用激活事件或解除激活事件控制每一步的拆卸或安装。

图3 注射模拆装过程部分时间线控制图

在Cult 3D 开发完成之后，就可发布Internet 文件。在“文件”中选择“保存方案”，将已经完成的设计方案保存为*.c3p 格式的文件，接着选择“发布Internet 文件”，保存为*.co 文件，就可以通过IE 浏览器直接浏览。为展示注射模拆装过程，截取了注射模虚拟拆卸过程中的三个瞬间，如图4 所示。

图4 注射模的拆装过程

3 结束语

对注射模进行实际拆装并测绘，利用Pro/E 对其零部件进行三维建模，然后通过3DS Max 进行格式转换并编辑，导入Cult 3D 中编制事件规划程序和时间线控制动作的先后次序，通过Internet 发布文件，最后，实现了注射模的虚拟拆装。结果表明，利用多种软件实现注射模的虚拟拆装是可行的，为模具虚拟实验室的创建打下了基础。

[1]陈定方，罗亚波.虚拟设计[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]苏威洲，童仲豪，叶翰鸿.实现网络三维互动—Cult 3D 应用指南[M].北京：清华大学出版社，2000.

[3]李湖珍. 基于虚拟现实的设备拆装技术的研究与实现[D].武汉：华中科技大学.2006.

[4]陈小红.虚拟实验室的研究现状及其发展趋势[J].中国现代教育装备.2010(17)：107-109.

[5]孙东明.虚拟产品设计中零部件之间的隶属关系[J].机械设计与制造，2004（2）：31-32.

[6]周 炜，刘继红.虚拟环境下人工拆卸的实现[J].华中理工大学学报，2000,28（2）：1-3.