基于数字孪生的机床加工过程虚拟监控系统研究与实现

目录

声明

第一章绪论

1.1 本文研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 设备数字孪生技术研究现状

1.2.2 多源异构数据可视化技术研究现状

1.2.3 有限元仿真计算加速技术研究现状

1.3 论文研究的主要内容

1.3.1 课题来源

1.3.2 主要研究内容

第二章机床加工过程虚拟监控系统总体设计

2.1 系统设计原则与目标

2.1.1 系统设计目标

2.1.2 系统设计原则

2.1.3 系统开发流程

2.2 基于数字孪生的机床加工过程虚拟监控系统的问题分析

2.2.1 机床数字孪生的数据映射的问题分析

2.2.2 机床数字孪生的物理规则映射的问题分析

2.3 虚拟监控系统设计

2.3.1 系统设计需求

2.3.2 虚拟监控系统网络架构设计

2.4 本章小结

第三章基于多源异构数据的机床可视化监控设计与实现

3.1机床加工过程多源异构数据分析与采集

3.1.1机床加工过程数据分析

3.1.2机床加工过程数据采集设计

3.1.3数据采集技术

3.2 机床加工过程多源异构数据集成

3.2.1 机床加工过多源异构数据统一表达

3.2.2 基于Json的多源异构数据集成算法

3.3 加工过程数据的异步传输

3.3.1 基于缓存和消息队列的数据异步传输

3.3.2 Redis缓存数据更新策略

3.3.3 基于SpringBoot设备数据管理平台的实现

3.3.4 性能测试与对比

3.4 加工过程实时数据处理

3.4.1 C#、Python混合编程技术与实现

3.4.2 机床运行数据处理方法

3.5 数据可视化映射方法与实现

3.5.1 基于Unity3D可视化映射方法与实现

3.5.2 可视化性能的优化

3.6 本章小结

第四章基于深度学习的机床数字孪生模型物理仿真研究

4.1 数字孪生模型物理规则融合方法

4.1.1 基于仿真数据回归计算建模的物理规则抽象

4.1.2 基于深度学习的物理规则封装

4.2 数据的图像化处理技术

4.2.1 有限元仿真数据的分析

4.2.2 多通道图像的原理

4.2.3 基于OpenCV的数据处理

4.3 仿真数据回归计算模型

4.3.1 回归计算模型的建立

4.3.2 对cGAN的调整

4.3.3 基于TensorFlow的实现

4.4 VMC0656e机床主轴系统瞬态热力学规则融合的实现

4.4.1 机床主轴系统有限元仿真

4.4.2 数据集的处理

4.4.3 回归计算模型的训练

4.4.4 求解性能对比

4.5 本章小结

第五章虚拟监控系统集成及测试

5.1 虚拟监控系统集成

5.1.1 虚拟监控系统开发环境

5.1.2 虚拟监控系统运行流程

5.1.3 虚拟监控系统用户界面开发

5.2 虚拟监控系统客户端测试

5.2.1 虚拟监控系统客户端整体性能测试

5.2.2 虚拟监控系统客户端显示性能测试

5.3 VMC0656e机床虚拟监控系统实例

5.3.1 运行环境搭建

5.3.2 系统实例运行与分析

5.4 本章小结

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的成果