文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
虚拟注射机系统的仿真建模效果研究
姓名:刘英
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:李德群
2011-01-11
华中科技大学硕士学位论文

摘要
注射机仿真原型系统通过虚拟现实技术为注射机操作及注塑工艺培训提供了新
的手段和工具。本文针对注射机仿真系统的建模方法及其显示效果进行了更深入的
研究,重点解决其中的系统的仿真度问题,使系统具有更好的沉浸感。
注射机及模具的三维建模是虚拟注射机仿真的基础,主要包括几何模型建立、
材质纹理处理、三维动画制作三个方面,涉及模型的简化、网格优化和文件格式的
转换等技术。本文分析了 UG、Milkshape 3D 和 3DS MAX 三款软件在三维建模及三
维动画制作方面的优缺点,提出了注射机主要运动部件三维模型的建立方法:利用
UG 建立注射机及模具的几何模型,然后通过 Milkshape 3D 处理模型的材质纹理和
制作三维骨骼动画,并选取 MS3D 文件格式来存储各部件的三维模型。
为了解决因 Milkshape 3D 的材质贴图方式只能实现单面的简单贴图而难以获得
更好显示效果的难题,作者提出采用 3DS MAX 软件对模型的网格和纹理贴图进行优
化。通过对 3DS MAX 中各种贴图方法的对比研究,采用贴图展开的方法很好地处理
了 MS3D 模型存在的纹理变形的问题,极大地提高了系统的仿真度。同时,本文对
系统的光照模型进行了分析,通过参照 3DS MAX 的渲染效果调节光照参数,获得了
较好的光照效果。
一般的注射机由液压系统驱动,没有油路也就无法解释注射机各部件运动的原
因,因此注射机油路仿真建模是注射机仿真的必要部分。油路外形建模的难点在于
油管的运动属于非刚性运动,与其他部件的关节运动有着本质上的区别,骨骼动画
的模型不能有效描述油管的运动。本文提出了应用放样建模、骨骼蒙皮技术和反向
运动技术制作动画的方法,较好地解决了油路仿真建模的难题。

关键词:注射机虚拟现实三维建模油路仿真骨骼蒙皮动画
I
华中科技大学硕士学位论文

Abstract
Virtual simulation provides new methods and tools for the operation of injection
molding machine and the training of injection molding process. Based on the injection
molding simulation system, this paper carries an in-depth research on the modeling
methods of the system, and greatly improves the simulation degree of virtual injection
molding machine system, which can enhance the sense of immersion in virtual
environment.
Three-dimensional modeling of injection molding machine and injection mold is the
basis of the virtual injection molding machine system, and it prises the
following respects: the geometric model establishment, surface material and texture
treatment, the fabrication of three dimension animation, and other operations, such as
model simplification, mesh optimization and file format conversion. This paper analyses
the advantages and disadvantages of UG software, Milkshape 3D software and 3DS MAX
software in three-dimensional modeling and animation. In the system modeling, injection
molding machines and inj