基于Web的计算机辅助数控铣削仿真系统研究

摘要

本文密切结合网络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、计算机网络、金属切削理论和数控加工技术等，对基于网络的数控铣削仿真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)在研究和分析实际数控铣削系统的基础上，应用三维CAD建模软件SolidWorks结合网络图形建模语言(Java3D)，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。通过SolidWorks的格式转换，采用Java3D的图形技术，把转换形成的图形格式直接用于仿真之中，不需要利用编程方式进行建模。 (2)在Java3D环境下，构建了对数控铣削进行过程仿真，并充分考虑Java的语言特点，对于一般的长方体毛坯，采用网格(ElevationGrid)方法建模，这样可以最大限度地减小计算工作量。 (3)在用SolidWorks建模的基础上，用VB对加工工件的加工前、后的几何状态进行特征提取，参照其不同特征，用来规划和检验刀具轨迹。 (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，采用给出的简易铣削过程仿真模型和加工表面形貌仿真算法，即可获得在一定切削条件下的加工表面形貌特征数据，根据这些数据可以评价加工工艺参数的设计是否合理。 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数控铣削仿真系统提供了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1数控仿真技术发展现状及其趋势

1.1.1数控仿真技术简介

1.1.2数控仿真技术的研究现状

1.1.3最新发展趋势和存在的不足

1.2 Web技术及其发展概况

1.3本文研究的意义和主要内容

1.3.1研究的意义

1.3.2本文的主要工作

1.3.3课题来源

第二章基于Web的应用系统开发关键技术研究

2.1 Web开发关键技术概述

2.2基于三层架构的浏览器/服务器/数据库技术

2.2.1几种典型的系统编程模型

2.2.2单层应用模式

2.2.3 Client/Server模式

2.2.4基于Web的多层应用模型Browser/Server模式

2.3基于Web的系统Java开发技术

2.4系统的客户端及服务器开发

2.4.1系统的客户端及服务器开发—JavaApplet

2.4.2系统的服务器端开发—JSP技术

2.5基于Web的异构环境的集成技术

2.6本章小结

第三章计算机辅助数控铣削仿真的几何建模

3.1基于SolidWorks的仿真模型建模

3.1.1 SolidWorks简介

3.1.2 SolidWorks格式转换功能

3.1.3 SolidWorks三维制图及格式转换

3.2加工工件、刀具的数字化建模

3.2.1数字化建模理论研究

3.2.2数字化建模仿真实例

3.3几何建模技术的研究

3.3.1三角网格模型表示法

3.3.2离散矢量求交方法

3.4本章小结

第四章数控加工仿真系统研究

4.1仿真系统的结构组成

4.2 Java 3D技术在数控仿真动画中的运用

4.2.1 Java 3D简介

4.2.2 Java 3D的逻辑结构

4.2.3 Java 3D交互式编程

4.2.4 Java 3D交互式编程的实现

4.2.5在网页上显示3D图形

4.3 NC代码的识别

4.3.1 NC代码程序的结构概述

4.3.2 NC代码实现的简要描述

4.3.3刀具轨迹计算

4.4几种常用图形仿真方法的比较

4.5本章小结

第五章仿真系统的初步实现

5.1引言

5.2数控加工仿真系统NCSS的初步实现

5.2.1铣削仿真系统界面组成

5.2.2铣削仿真系统加工信息界面

5.3数控加工仿真系统NCSS在Web上的实现

5.3.1安装配置Tomcat

5.3.2 Web上面运行的仿真系统

5.4本章小结

第六章总结和展望

6.1全文总结

6.2今后工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢