基于WEB的数控机床教学系统的研究

摘要

数控技术是制造业实现自动化、高效集成生产的基础，也是提高劳动生产率和产品研制周期的重要手段；制造装备的大规模数控化，使企业急需一大批数控编程、数控设备操作以及维修人员，而传统的机床培训设备存在集成度低、培训效率不高等问题，已经不能满足不断增长的数控培训需求。 从我国目前的网络教学情况来看，网络辅助教学开展的良莠不齐，大多数网络教学还停留在Web网站加网页的方式，即将一些教学的讲义、课外阅读资料、上课视频等多媒体资源做成静态的网页放到Web网页上，供学生浏览和下载，这是一种比较初级的方式，不能发挥网络教学的许多固有优势。 本文提出了基于WEB的数控机床教学系统，把数控机床的计算机模拟仿真和远程教育融合在一起，并通过远程服务器与本地数控机床进行通信，使得模拟仿真可行的NC程序可以在远程数控机床上进行测试验证。 本文在设计教学系统平台时，根据数控教学系统的功能需求和性能需求，提出了基于B/S模式的系统总体层次结构；统一管理各个专业数控培训模块，通过对MVC设计模式和主流开源框架Struts、Spring的学习和研究，把教学系统的业务逻辑和视图相分离，设计了一个灵活、松耦合、可扩展且高效的教学系统WEB多层框架。 本文在基于WEB的网络平台上模拟数控机床运动，详细分析了数控代码的结构，阐述了数控代码的解析流程，探讨了数控仿真系统中刀具的插补计算方法；研究了虚拟现实技术—VRML的文件结构以及JavaApplet与VRML之间的交互机制，实现了基于Web的数控加工刀具轨迹仿真。 构建的基于WEB的数控机床教学系统，实现了远程教育的目的，仿真了数控机床的运动，又实现了与服务器数控机床的通信传输，使培训更加专业化，立体感强，交互性强。

目录

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声明

第一章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2远程教学及数控机床教学系统的研究现状与发展趋势

1.2.1远程教学平台的发展现状与趋势

1.2.2数控教学系统研究现状与存在问题

1.3本文主要研究内容

第二章基于Web的数控教学系统的总体设计

2.1基于Web的数控教学系统的需求分析

2.1.1功能需求

2.1.2性能需求

2.2基于Web的数控教学系统的总体结构设计

2.2.1总体层次结构

2.2.2系统各模块的功能设计

2.2.3系统设计特点

2.3基于Web的数控教学系统的相关开发技术

2.4本章小结

第三章网络化数控机床教学系统的通信技术

3.1串行通信概述

3.2异步串行通信的实现

3.2.1异步串行通信的数据传输

3.2.2 RS-232C接口连接

3.3通信管理模块的设计

3.4本章小结

第四章基于VRML的数控加工仿真技术

4.1 NC程序的解析

4.1.1数控程序预处理

4.1.2数控程序的翻译

4.2数控程序插补计算

4.3 VRML实现数控加工仿真

4.3.1 VRML文件结构

4.3.2 JavaApplet与VRML之间的相互通讯

4.3.3刀具轨迹仿真设计

4.4本章小结

第五章网络化数控机床教学系统的设计

5.1系统体系架构研究

5.1.1 WEB应用框架概述

5.1.2基于J2EE框架的设计

5.2数据库的设计

5.2.1数据信息表

5.2.2数据库连接池的配置

5.3本章小结

第六章基于Web的数控机床教学系统的运行效果

6.1基于Web的数控机床教学系统实际运行

6.1.1系统运行环境

6.1.2系统实际运行

6.2网络化数控机床教学系统效益分析

6.2.1系统的成本效益

6.2.2系统对学生学习的促进作用

6.2.3系统对教师及管理者的作用

6.3本章小结

第七章结论与展望

7.1全文总结

7.2进一步研究的展望

致 谢

参考文献