基于VRML的铣削加工仿真的研究

论文摘要

虚拟现实技术(Virtual Reality,就是大家熟悉的VR),又称为灵境技术,是20世纪末发展起来的一门涉及众多学科的高新技术,而随着硬件技术和网络技术的飞速发展,虚拟现实技术在INTERNET上的实现也成为可能,VRML(虚拟现实统一建模语言)就是网络上的虚拟现实建模语言标准。本文在研究VRML技术的技术上,主要研究在VRML环境下的虚拟数控机床场景中,仿真三维柱状刀具模型对三维块状胚料模型实现实时、动态铣削的有关算法。主要研究内容如下: 在理解VRML的各种三维场景建模技术的基础上,重点研究了同VRML场景进行交互的各种技术。 研究和比较了各种三维建模方法,提出在VRML环境下对从CAD导入的VRML索引面造型进行四叉树剖分算法,剖分的深度要考虑刀具的直径和形状。 在研究、比较虚拟现实中各种碰撞检测算法的基础上,提出了基于VRML的二维碰撞检测算法。 研究了两种刀具铣削时形成的扫略空间,并提出了完整的VRML下铣削加工过程算法,实现了完全三轴数控加工。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 虚拟现实概念
• 1.2 虚拟制造的定义
• 1.3 虚拟制造的分类
• 1.4 课题的研究内容、目的和意义
• 第二章 虚拟现实建模语言
• 2.1 VRML简介
• 2.1.1 VRML技术
• 2.1.2 VRML发展
• 2.1.3 VRML应用前景
• 2.2 VRML文件的基本结构
• 2.2.1 VRML文件头
• 2.2.2 VRML文件的节点
• 2.2.3 VRML文件的路由和脚本
• 2.2.4 VRML文件的注释信息
• 2.3 VRML空间坐标
• 2.4 虚拟世界与观察者的交互
• 2.5 视点和航行
• 2.6 事件体系
• 2.7 VRML交互功能的扩展
• 2.7.1 利用Java与JavaScript
• 2.7.2 扩展VRML的交互功能
• 2.8 VRML的开发工具和浏览器
• 第三章 可切削工件三维建模技术
• 3.1 概述
• 3.2 建模方法研究的发展
• 3.2.1 基于图形的建模
• 3.2.1.1 常用建模方法
• 3.2.1.2 图形建模的特点
• 3.2.2 基于图像的建模
• 3.3 VRML环境下的建模
• 3.3.1 Dexel建模
• 3.3.2 海拔网格建模
• 3.3.3 索引面建模
• 3.4 基于VRML索引面建模的实现
• 3.4.1 索引面重构
• 3.4.2 索引面重构实现
• 第四章 VRML环境下碰撞检测的实现
• 4.1 虚拟现实碰撞检测技术概述
• 4.2 各种碰撞检测算法
• 4.3 可碰撞问题
• 4.4 碰撞检测中的加速方法
• 4.5 基于VRML的碰撞检测技术的实现
• 4.5.1 实现原理
• 4.5.2 具体实现
• 第五章 动态铣削加工的实现
• 5.1 实现原理
• 5.2 刀具运动轨迹分析
• 5.3 刀具铣削时在一个时间步长内形成的扫列空间计算
• 5.3.1 平底刀具
• 5.3.1.1 计算边界线
• 5.3.1.2 计算扫略区域涉及到的索引点集
• 5.3.2 球头刀具
• 5.4 连续时间步长的铣削加工实现
• 5.4.1 连续时间步长的铣削加工分析
• 5.4.2 计算铣削区域
• 5.4.3 计算索引区域的索引点集
• 5.4.3.1 多边形区域内的索引点集
• 5.4.3.2 计算小扇形索引点集
• 5.4.4 改变索引区域内的索引点集高度
• 5.5 其他情况处理
• 5.6 铣削加工程序伪代码
• 5.7 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 学位论文独创性声明
• 学位论文知识产权权属声明