数控加工三维场景远程重现技术的研究与实现

论文摘要

本论文重点研究了数控加工三维场景远程重现系统的体系结构、数控加工过程远程重现的建模技术,提出了基于STL模型的三维场景远程重现系统的工件加工变形算法,并在为九江整流器厂开发的EView远程监控系统中将该技术付诸实际应用。首先,建立了一种三维场景远程重现系统的开放式结构模型。该模型具有资源开放性、地域开放性以及数据采集接口的开放性三个特点。在模型的基础上开发了三维场景远程重现系统。其次,提出了三维场景远程重现系统重构的层次结构------图像资源模块重构和三维场景显示图像重构,提高了软件模块的重用性。第三,提出了一种针对三维场景重现的特征提取方法和一种针对特征参数远程传输的机床仿真标志语言MSML（The machine tool simulation markup language）来传输加工现场的三维场景特征信息。特征提取是三维场景基于现实的数据来源,MSML语言是传输媒介,Internet是远程传输的物理连接,三者的有机结合构成了三维场景远程重现技术的数据驱动机制,为数控加工三维场景的特征提取、特征参数采集、特征参数传输以及特征参数的存储提供了一种可行的途径。第四,研究了三维场景远程重现技术中直接利用STL模型文件进行加工仿真的工件加工变形算法,该算法极大地提高了本系统与其它商用CAD系统的兼容性。研究的重点解决了STL文件格式的识别和存储算法、工件模型面片三角化算法,以及基于OpenGL的STL模型实体重构算法等。最后,论述了远程监控系统开发平台实现的关键技术和进行监控系统设计与运行的一般步骤。运用VC++为基本工具,开发了一个远程监控系统开发平台,以实例的方式介绍了应用此开发平台进行三维场景远程重现系统设计与运行的过程,设计开发了三维场景远程重现系统原型系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文概述
• 1.2 国外研究现状
• 1.3 国内研究现状
• 1.4 课题目的
• 1.5 本文的研究内容
• 1.6 本文的结构
• 2 基于现实的数控加工三维场景远程重现系统建模
• 2.1 引言
• 2.2 三维场景远程重现的定义及其基本思想
• 2.3 三维场景远程重现系统的体系结构
• 2.4 三维场景远程重现的关键支撑技术
• 2.5 三维场景远程重现系统的物理组成
• 2.6 本章小结
• 3 数控加工三维场景的特征提取与远程传输
• 3.1 引言
• 3.2 三维场景的特征提取
• 3.3 三维场景的远程传输
• 3.4 本章小结
• 4 数控加工建模
• 4.1 引言
• 4.2 数控加工建模
• 4.3 系统仿真
• 4.4 本章小结
• 5 数控加工中间模型生成算法
• 5.1 引言
• 5.2 算法概述
• 5.3 算法中的相关数据结构
• 5.4 算法实现
• 5.5 本章小结
• 6 数控加工三维场景的定制与重构
• 6.1 引言
• 6.2 工程管理模块
• 6.3 图形绘制模块
• 6.4 三维场景的定制与重构
• 6.5 现场数据与客户端显示界面的连接
• 6.6 本章小结
• 7 三维场景远程重现技术在远程监控软件 EVIEW 中的应用研究
• 7.1 引言
• 7.2 远程监控软件 EVIEW设计
• 7.3 EVIEW 监控软件运行
• 7.4 本章小结
• 8 总结与展望
• 8.1 全文总结
• 8.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读博士学位期间发表学术论文目录