[发明专利]一种熔体纺丝螺杆挤压过程的虚拟仿真系统

说明书

本发明提供一种熔体纺丝螺杆挤压过程的虚拟仿真系统，系统包括：动画模块：通过三维模型设置参数，建立熔体纺丝螺杆挤压过程的设备部件的三维动态虚拟对象，得到熔体纺丝螺杆挤压三维模型；后端数据模块：建立熔体纺丝螺杆挤压过程的部分填充区、完全填充区以及耦合界面的数学模型，并得到数学模型的过程指标，存入实时数据库并传递给前端交互模块的数据表格；前端交互模块：输入输入参数；通过数据表格展示数学模型的过程指标；输入三维模型设置参数；呈现熔体纺丝螺杆挤压三维模型的三维动画。本发明提出的方案，通过三维动态视角全方位展现熔体纺丝螺杆挤压过程的运行方式，使操作人员和学员身临其境地体验熔体纺丝螺杆挤压的真实环境。

技术领域

本发明属于工业过程虚拟仿真领域，尤其涉及一种熔体纺丝螺杆挤压过程的虚拟仿真系统。

背景技术

按照成纤高聚物的性质不同，化学纤维纺丝方法主要包括熔体纺丝和溶液纺丝两大类。熔体纺丝适用于在熔融状态下不发生显著分解的成纤高聚物，例如聚酰胺纤维、聚酯纤维等。相比于溶液纺丝来说，熔体纺丝过程更加简单、纺丝速度更高、纺丝成本更低、工艺流程更短，且无需溶剂和沉淀剂回收，因此化学纤维多数采用熔体纺丝法生产。受限于纺丝装备和控制技术，国内难以建立高品质、高质量的熔体纺丝生产线，造成纺丝速度慢、生产效率不达标，因此需要加快数字化智能化改造，打造实时数据、管理信息系统、应用程序一体化集成的工业互联网平台。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，囊括了计算机技术、电子信息技术、仿真技术，具备沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性等特点。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对虚拟现实技术的需求日益旺盛。将虚拟现实技术应用于熔体纺丝螺杆挤压过程中能够加深操作人员对熔体纺丝螺杆挤压过程的直观认识，用户可以随意操作并且得到最贴近于真实环境的反馈。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种熔体纺丝螺杆挤压过程的虚拟仿真系统的技术方案，以解决上述技术问题。

本发明第一方面公开了一种熔体纺丝螺杆挤压过程的虚拟仿真系统，所述系统包括：动画模块、前端交互模块和后端数据模块；

所述动画模块：采用三维图形建模软件和三维可视化浏览器引擎，通过三维模型设置参数，建立熔体纺丝螺杆挤压过程的设备部件的三维动态虚拟对象，得到熔体纺丝螺杆挤压三维模型；熔体纺丝螺杆挤压三维模型打包为可复用组件，嵌套至所述前端交互模块；

所述后端数据模块：建立熔体纺丝螺杆挤压过程的部分填充区、完全填充区以及耦合界面的数学模型，将输入参数输入所述数学模型，得到所述数学模型的过程指标，存入实时数据库并传递给所述前端交互模块的数据表格；

所述前端交互模块：输入所述输入参数；通过所述数据表格展示所述数学模型的过程指标；

输入所述三维模型设置参数；呈现所述熔体纺丝螺杆挤压三维模型的三维动画，进行图像展示。

根据本发明第一方面的系统，所述采用三维图形建模软件和三维可视化浏览器引擎，通过三维模型设置参数，建立熔体纺丝螺杆挤压过程的设备部件的三维动态虚拟对象，得到熔体纺丝螺杆挤压三维模型的方法包括：

步骤11：选取熔体纺丝螺杆挤压过程的设备的所有横截面进行模型草绘，采用等比放缩的几何构型方法建立熔体纺丝螺杆挤压过程的设备部件的外观属性；

步骤12：根据熔体纺丝螺杆挤压过程的设备的草绘的模型，结合真实熔体纺丝螺杆挤压过程的设备部件的位置布局，制作设备部件的三维静态模型；

步骤13：将所述三维静态模型整体导出至所述三维可视化浏览器引擎，在三维可视化浏览器引擎中调整所述三维静态模型的位置和尺寸；