论文摘要
本文密切结合先进制造技术发展的需要,以虚拟制造技术为研究对象,综合运用虚拟现实技术、计算机网络技术、金属切削理论和数控加工技术等,对基于网络的虚拟数控铣削系统关键技术进行了系统深入的研究,并取得如下研究成果: (1) 在对实际数控铣削系统研究和分析的基础上,应用三维CAD建模软件3DS MAX结合虚拟现实建模语言(VRML),构建了符合虚拟加工要求的数控铣床模型以及铣削加工场景模型。 (2) 构造并实现了适合于VRML语言的深度元素(Dexel)毛坯建模方法。该方法基于深度元素建模思想,并充分考虑VRML的语言特点,对于一般的长方体毛坯,采用海拔网格(Elevation Grid)和索引面集(Indexed Face Set)二节点相结合的方法建模,而对于圆柱体毛坯,则采用拉伸节点(Extrusion)建模,这样可以最大限度地减小计算工作量。 (3) 通过VRML的外部编程接口EAI,实现了Java Applet与VRML场景之间的交互,其中Java Applet用于建立控制界面,实现对NC代码的检验与编译,同时向VRML场景传递加工数据;VRML语言用于建立加工场景,根据所得到的数据控制工作台的运动以及工件形状的实时显示,同时将加工参数反馈回Applet界面。 (4) 开发了基于WEB的虚拟数控铣削系统,并以Tomcat为网络服务平台,搭建了系统运行的网络环境,使得用户能够通过Web浏览器,实现对远程虚拟数控机床的拟实操作。与此同时,通过给出的简易铣削力模型和加工表面形貌仿真算法,即可获得一定切削条件下的铣削力数据和加工表面形貌数据,据此评价加工工艺参数的合理性。 论文工作为丰富虚拟制造建模理论体系、开发功能更加完善的基于网络的虚拟数控铣削系统奠定了良好的基础。
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