基于VRML构建远程制造资源模型

提出了一种基于VRML构建远程制造资源模型的方法，讲述了如何用VRML构造远程制造资源的几何模型以及如何将构建好的模型与功能模块对接。这种构建制造资源模型的方法将VRML的虚拟现实建模优势与高级语言在人机界面、网络和数据库等方面的集成功能相结合。可应用在基于VRML和其它编程语言共同开发的远程制造系统。以虚拟车间中设备模型的引入和调整为例对上述构造模型的方法加以说明。     

基于压缩体素模型的球头刀空间扫描体构造新方法及其应用

提出了一种基于压缩体素模型的球头刀空间扫描体构造新方法,将球头刀分解为相应球体部分和圆柱体部分,分别给出了球体和圆柱体空间扫描体构造公式并构造出其表面模型,利用RayCasting方法分别将球体和圆柱体空间扫描体表面模型进行离散,将其分别转化为压缩体素模型,通过布尔并操作生成球头刀空间扫描体压缩体素模型。该方法由于采用三个方向的Dexel模型表示体素模型,其计算机内部存贮空间得到了很大地压缩,并简化了布尔操作和提高了布尔操作速度;通过MarchingCubes方法提取数控加工仿真工件表面模型并进行图形显示,提高了显示质量和显示速度。该方法在《基于压缩Voxel模型的五坐标数控加工仿真系统》中得到了应用并完成了某叶轮的五坐标数控加工仿真,仿真结果三维信息完备,NC编程人员可从任意方向观察、验证仿真结果,克服了现有五坐标数控加工仿真方法和商品化软件系统的不足,该方法是虚拟数控加工的关键技术。     

基于Pro/TOOLKIT的数控冲床自动编程及仿真系统

分析了数控自动编程发展动态及现有自动编程系统的优点与不足。研究了以Pro/TOOLKIT为开发工具包开发数控自动编程及仿真系统的模式及体系结构。提出并应用了基于图形特征的提取、自动图形分解、二叉分支定界法优化加工路径算法、加工孔位自动识别及基于造型的加工仿真等实现自动编程及仿真的关键技术。并采用效率高的动态数组及堆结构成功实现数控冲床自动编程及仿真系统。     

基于Web服务的数字化生产车间虚拟制造系统研究及实现

针对数字化车间的跨平台的特点,提出基于web的虚拟制造系统并进行系统功能及结构设计,在系统功能分析的基础上,运用Web服务技术开发了基于Web的虚拟制造系统软件,并通过实例验证该系统的可行性。在数字化车间内实现了基于Web的实时数控加工仿真及NC代码校验。     

基于Web的CAD/CAM教学与数控加工系统的开发

研究了基于Web的CAD/CAM教学与数控加工系统的设计方法和主要功能,并采用B/S结构作为本系统的结构,使用简单,维护方便,对CAD/CAM的教学和应用起到积极的帮助作用.     

面向电缆虚拟装配仿真的多分支弹簧质点模型

针对多分支电缆的柔性特征以及复杂拓扑结构导致的装配仿真困难的问题,提出一种面向电缆虚拟装配仿真的多分支弹簧质点模型,该模型在弹簧质点模型的基础上,通过增加分支点连接多个电缆分支,从而表达具有拓扑结构的电缆,同时考虑电缆的抗弯曲、拉伸以及重力等物理属性;提出经典控制理论与运动学相结合的模型求解方法,使用控制变量法拟合出经验公式来实现电缆装配仿真中的"定长约束",采用定点约束算法实现对电缆的固定与捆扎操作仿真;提出球体层次包围盒构造柔性电缆的碰撞模型,通过细分碰撞模型、剔除冗余碰撞等方法实现了柔性电缆的干涉检测,满足了柔性电缆碰撞检测的效率和精度要求。设计并开发了基于多分支弹簧质点模型的电缆虚拟装配仿真原型系统,并通过实例验证了相关算法的可行性。     

基于DEVS的机械加工过程碳排放多粒度动态模型构建及仿真

机械加工过程碳排放分析是低碳制造（Low carbon manufacturing,LCM）技术发展、创新及应用的基础。针对加工过程中的离散性、动态性及加工设备的高度非线性特点,同时为充分反映多设备、多工艺特征下的各类外部、内部事件对加工过程碳排放的影响,提出一种基于离散事件系统规范（Discrete event system specification,DEVS）的机械加工过程碳排放多粒度动态模型与仿真方法。基于对加工过程层级结构及碳排放特性的分析,采用DEVS分层阶梯建模方法,并结合信息控制下的加工运行机制及调度规则,构建设备层、工作组层、工艺链层的碳排放多粒度动态模型。以某全数控磨床尾架主轴的加工过程为例,基于Eclipse平台下的CD++Builder插件设计了各层次DEVS仿真模型,并通过所开发的仿真应用程序,对模型及方法进行了验证。该方法对于构建规范化、形式化的加工过程碳排放模型,实现加工过程各层级碳排放的实时动态分析与预测、定量评估低碳加工单元具有较广阔的应用前景。     

基于网络的虚拟数控车削系统研究

文章提出了基于网络、模块化、分布式结构的虚拟车削加工平台.运用虚拟现实建模语言(VRML)和Java语言建立了一个基于网络的虚拟数控车削系统,并描述了其系统体系结构框架和主要功能的实现.使用者可以很容易地在本地网络或异地网络建立其加工环境和系统参数,通过InternetExplorer(IE)浏览器界面进行对虚拟数控车床操作访问,并可以通过网络资源来评价和优化加工工艺.     

面向工艺设计的制造过程建模

基于工艺设计对产品制造成本、质量和效率的重要影响，提出了一种基于工艺设计的制造过程建模方法，以通过对过程模型的仿真，预测、分析和优化工艺设计效果。基于对制造过程的特征分析，采用面向对象的方法，首先将制造过程定义为一组成对象，并划分为制造活动、过程控制和制造资源3类成分对象，建立了制造过程类结构模型和动态过程模型。分别定义了工序类、制造资源类和过程控制类的类结构模型，以及各类对象的方法和属性。基于这些模型开发了一种计算机辅助工艺设计系统，可快速、自动地构建工艺设计定义的制造过程模型，并对过程参数（成本、时间）、切削加工、工件物流进行计算和仿真。     

数控位置伺服系统控制策略研究

针对高速高精度加工技术对数控位置伺服系统的控制性能提出的更高要求以及现行位置伺服控制方法存在不足的问题,提出了一种基于模糊推理的广义预测控制方法。首先采用网格搜索算法和递推最小二乘法相结合的思想对伺服控制系统的模型结构和模型参数进行辨识;然后将广义预测控制方法作为数控位置伺服系统的控制策略,运用模糊逻辑推理对反馈偏差进行非线性在线校正,克服了传统的广义预测控制对CARIMA模型进行线性控制的缺点;最后通过MATLAB仿真和施耐德十字平台实验验证了该方法具有很好的控制性能和鲁棒性。该方法为高速高精度数控机床的位置伺服控制系统提供了一种新的思路。     

Development of Web-based CAM system

In this paper, we present the methods to develop a Web-based CAM system that is capable to dynamically simulate machining processes in solid graphics form through the Internet. Methods include the virtual reality modeling language (VRML) structure to represent the machined workpieces progressively on Web, the definition and storage of workpiece information upon the request of users, the CORBA-based interpretation of NC part programs, and algorithms for efficient machining simulation. Based on these methods, an Internet-based CAM system is implemented at http://isd.korea.ac.kr. Using the Web-based CAM system, public users can simulate machining processes by for their own NC part programs.     

基于VRML的数控机床的虚拟操作研究

虚拟环境下加工设备虚拟操作和虚拟加工是虚拟制造的一个重要研究内容。本文通过对数控机床的虚拟操作的研究,阐述了在VRML的虚拟现实应用平台上建立数控机床的虚拟操作系统的方法,提出了利用VRMLJavaAppletJavaScriptHtml多方相互通信的办法对VRML人机交互功能进行增强与扩展,从而满足数控机床虚拟操作的功能要求。实验结果表明,这种增强办法不仅使VRML原有的人机交互能力得到进一步的增强,并且为VRML添加了接收与处理文本信息以及读写文件等交互能力。此外,文中还提出了一种利用SolidWork与PolyTrans相互结合而实现的在虚拟环境下的数控机床的快速建模方法,并取得令人满意的效果。本系统不但可应用于异地制造、数控机床加工仿真,还可应用于基于WEB的数控机床操作、编程与加工培训等方面。     

A web-based virtual system for turn-milling center

This paper presents a three-dimensional, web-based, interactive simulation system for turn-milling center. To overcome the disadvantages of transferring files over the Internet and depending on expensive computer-aided design (CAD)/computer-aided manufacturing (CAM) softwares, the system is developed by virtual reality modeling language (VRML)/JavaScript interaction. The system files produced by machining simulation have small size, and could be transmitted on the web easily. Firstly, a dynamic interactive technology based on VRML and JavaScript, which is essential to a web-based simulation system, has been presented in this paper. Secondly, the geometric and kinematic model is created for representing the turn-milling center motion. Then, the key technologies for machining simulation including material removal, NC codes compiling and collision detection are studied. Finally, to validate feasibility of the proposed system, the virtual machining process for a stepped shaft in the machine tool is carried out. Since the system realizes multiple dynamic demonstrations of virtual machine tool, users can comprehensively understand the product performance. The research for the web-based virtual system of turn-milling center has important research value and application prospect.     

虚拟数控机床的精确建模与加工仿真研究

虚拟环境下数控机床的精确建模与虚拟加工是虚拟制造的重要研究内容。研究基于Solid Works,通过虚拟现实建模语言VRML,实现虚拟现实的数控机床精确建模与加工动态仿真的方法。     

基于VERICUT的五轴数控加工仿真与优化

虚拟加工平台的构建、数控加工程序的正确性验证及加工过程的仿真与优化及是五轴数控机床实现高效加工的重要基础技术。基于VERICUT数控加工仿真与优化平台,以非正交五轴数控机床DMC70ev为研究对象,构建了数控加工仿真平台;以曲面加工为例,建立了基于恒定体积去除率和恒定切屑厚度的优化设计数学模型,进行了刀位轨迹的优化。应用表明:研究成果实现了五轴数控加工过程仿真及数控加工程序的正确性验证,减少了刀具磨损,提高了加工效率与加工质量,可以较好地提升企业数控加工技术的应用水平、应用质量,推动现代制造技术的发展。     

Multi-User NC Machining Simulation over the WWW

The realisation of a virtual manufacturing system requires an open network environment to perform 3D graphics simulation or virtual reality information processing among multiple users. This paper introduces a prototype system that employs Java, the virtual reality modelling language (VRML) and the external authoring interface (EAI) to perform NC machining simulation. A client/server paradigm is adopted to construct a multi-user enabled interactive environment. A novel method is presented to update dynamically the geometry of a workpiece being cut in a VRML-based scene. In addition, the prototype system is analysed in terms of functionality and performance.     

基于Web的三维虚拟产品模型的交互操作和同步浏览的实现

为满足基于W eb面向用户的协同交流的需要,在客户和企业设计者之间搭建了一个实时交流的平台。提出了一种对VRML模型进行交互操作和同步浏览的方法,解决了对VRML产品模型进行预处理以及实现同步浏览的关键技术,并以Cortona浏览器为显示工具,使虚拟模型的交互操作和同步浏览得以实现。     

整体式叶轮的三维造型及数控加工

整体式叶轮的加工应在多轴数控加工中心上进行,并借助CAD/CAM软件和数控加工仿真软件,进行三维造型、自动编程和数控仿真加工.应用CAXA制造工程师和VERICUT软件,对整体式叶轮进行三维造型、自动编程和仿真校验,可在实际数控加工该零件之前,及时检查出多轴数控加工程序中出现的刀具干涉与碰撞等问题;对多轴数控加工程序的不足进行调整和修改,可提高多轴数控加工中NC程序的准确性和可靠性;协助工艺员编制出准确和合理的数控加工工艺,可保证整体式叶轮数控加工的高效率、高质量和高精度.     

虚拟数控车削物理仿真系统的研究与开发

面向数控车削，开发了一套动态车削物理仿真系统，提仿真系统的总体框架，建立了动态物理仿真模型及相关子模型，分析了动态车削过程的影响因素，阐述了系统开发过程中有关模型构成及工件数据描述等技术性问题。     

数控机床教学培训平台构建

为了提高数控机床操作人员的培训质量、降低培训成本,以数控加工仿真技术和数控机床联网技术为基础,构建了一个集课堂讲授、仿真实验、操作实验一体化的数控机床教学培训平台,并研究了数控加工仿真和数控机床联网的关键技术和实施方案。