基于Java 3D的数控机床运动教学演示的研究与实现

摘要

本文对Java3D技术在数控机床运动教学演示中的应用进行了较深入的研究。主要工作如下： (1)简要介绍了Java3D技术，并与其它虚拟现实三维开发技术进行了比较，提出了数控机床运动教学演示的总体框架，对开发过程和程序架构进行了分析。 (2)根据实际开发经验总结了基于Pro/E的数控机床部件的五个建模原则——整体建模原则、相同参考基准原则、对称建模原则、着色原则、限定文件大小原则，提高了Java3D中导入模型的建模效率。 (3)详细分析了数控机床运动教学演示开发过程中背景设计、VRML导入模型设计、动画设计、交互设计的方法，重点说明了动画设计中的难点和技巧。 (4)完成了八个复杂多轴联动数控机床运动的教学演示，阐述了其网络发布方法，达到了课题研究的目的，并准备将课题成果应用于实际数控机床相关教学中。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及大连理工大学学位论文版权使用授权书

1绪论

1.1虚拟现实

1.1.1什么是虚拟现实

1.1.2虚拟现实技术的应用

1.2数控机床概述

1.2.1数控机床定义及特点

1.2.2数控机床发展趋势

1.3论文选题及主要工作

1.3.1选题背景

1.3.2论文主要工作

1.4本章小结

2 Java 3D技术及其它三维开发技术

2.1 Java及Java 3D简介

2.1.1 Java既述

2.1.2 Java 3D概述

2.1.3 Java 3D的特点

2.1.4 Java 3D的编程对象

2.2其它三维开发技术

2.2.1 OpenGL

2.2.2 Direct3D

2.2.3 VRML

2.3 Java 3D与OpenGL、Direct3D、VRML的比较

2.4为什么选择Java 3D

2.5本章小结

3数控机床运动教学演示的总体框架

3.1数控机床运动演示的开发过程

3.2数控机床运动演示程序的架构

3.2.1 Java 3D的场景图结构

3.2.2 Java 3D中的类

3.2.3 Java 3D的程序结构

3.2.4数控机床运动演示程序的场景结构

3.3本章小结

4基于Pro/E的数控机床部件建模

4.1 Java 3D中的三维建模方法

4.1.1内部创建

4.1.2外部调用

4.2 Pro/E技术简介

4.3数控机床运动的建模分析

4.4数控机床部件的建模原则

4.4.1整体建模原则

4.4.2相同参考基准原则

4.4.3对称建模原则

4.4.4着色原则

4.4.5限定文件大小原则

4.5本章小结

5数控机床运动教学演示过程的设计

5.1背景设计

5.1.1背景有效范围设定

5.1.2背景图片和灯光的设定

5.2 VRML模型导入方法设计

5.2.1模型导入程序设计

5.2.2导入模型的缩放控制

5.3动画设计

5.3.1 Alpha时间控制对象

5.3.2直线运动设计

5.3.3旋转运动设计

5.3.4直线运动和旋转运动的复合设计

5.3.5数控机床的联动设计

5.4交互设计

5.4.1鼠标交互设计

5.4.2键盘交互设计

5.4.3按钮交互设计

5.5本章小结

6数控机床运动教学演示的总体实现

6.1 JBuilder 9.0介绍

6.2数控机床运动教学演示的主控制模块

6.3数控机床运动教学演示的网络化实现

6.3.1 Java Applet简介

6.3.2 HTML实现网络化

6.4本章小结

结 论

参考文献

附录调用VRML文件的源程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢