Page 73 - 《橡塑技术与装备》2026年1期

智能与数字化应用
INTELLIGENT AND DIGITAL APPLICATIONS

图 1 炼胶工艺虚拟仿真的设计流程

景纹理。为不同的材质、管道、设备进行纹理依附， 以上展示了炭黑储存和粉料称量工艺过程的设
之后分别导入 Unity3D 平台中，在平台中安排各部分 计，除此之外的注油过程、切胶运输过程、密炼机内
的相对位置。对场景中炭黑罐的管道连接、电路分配 部的转子运行方式，胶片冷却过程等均使用可视化的
以及场景灯光进行虚拟仿真建模，使其具备分散喂料 虚拟仿真设计，解决了由于设备的密闭性，只能看到
的功能，最终实现高度仿真的三维立体模型，体现了 局部无法看见内部运行状况，缺乏对加工原理的深刻
炭黑储存模型的仿真性。见图 2 炭黑储料罐的建模与 认识等难题。
实际场景对比图。
3 炼胶工艺虚拟仿真系统的效果开发
3.1 自由观察效果
根据实际操作的需要，该虚拟仿真系统设计能够
通过对摄像机的操控，自由地对密炼机、开炼机等大
型设备进行环绕观察、推进观察这些操作，完成全方
位的认识。使用 Unity3D 平台的物体建模之间的防撞
设计，来实现沉浸式的自由视角体验，密炼机组全景
图见图 4。

图 2 黑储料罐的建模与实际场景对比图

对炭黑喂料过程以及粉料称量过程，在 Unity3D
平台中通过粒子系统来实现。粒子具有动态性，它的
大小、速度可以随着周期或者速度的改变而改变。首
先，做出扫描效果，对需要透视部分的模型添加颜色、
扫描宽度等属性值 ；然后建立公式，定义粒子发射器
的方向和形状大小，设置初始状态和重力加速度 ；再
图 4 密炼机组全景图
将物体材质改为透明材质，避免太生硬，并叠加亮度，
然后开始实现透视功能，通过多次 V-Ray 渲染引擎进
3.2 场景交互效果
行渲染，实现透视效果和动画展示效果，最终通过模拟 场景交互主要由第一人称视角进行漫游操作 [5] 。
透视的形式进行演示观察，可以清晰地看到内部螺旋式
选取主相机为主视角，通过 W、A、S、D 来进行人物
结构送料的进程，炭黑喂料机进料效果图见图 3。 自由移动的动作。主相机通过对人物进行跟随，在行
动过程中，设备碰撞检测，具体对工厂立柱、设备等
障碍物进行检测，最后进行数据表现。场景整体主要
是对炼胶工艺车间进行建模。车间共有四层楼，每个
楼层具有不同的设计，从上至下分别是四楼炭黑原料
储存，三楼油料储存和炭黑称量，二楼密炼、一楼压片。
交互实现通过按钮来进行控制。以二楼密炼过程交互
功能为例，首先根据胶料配方表，依次进行原料的添
图 3 炭黑喂料机进料效果图

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