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基于Web的超高速磨床加工仿真研究

张恒先  
【摘要】:随着网络技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈,网络化制造成为实现工业信息化的重要组成部分。它以敏捷化、分散化、动态化及协作化等优点受到先进制造业的重视。数控加工作为先进制造的基础技术,是网络化制造中的重要手段。 基于网络化制造的数控加工技术是运用网络通讯技术,将分散在不同地域、具有不同设计及制造资源的企业动态连接起来,从而不受距离和时间限制,实现资源共享与信息集成,完成产品的异地设计与异地加工,使数控加工软硬件资源更好地发挥优势作用。本文以超高速磨床为研究对象,主要工作是研究网络化数控磨削加工的基础技术,具体包括以下内容: (1)在了解了各种三维建模和环境交互技术的基础上,重点研究了同VRML场景进行交互的各种技术。在研究和比较了各种三维建模方法后,提出用UG建立磨床的三维模型,然后导入到VRML环境下进行其功能的仿真。 (2)在研究、比较虚拟现实中各种碰撞检测算法的基础上,提出了基于VRML的二维碰撞检测算法,并在此基础上实现了虚拟机床的越程保护。 (3)研究了各种材料去除算法的基础上,提出了完整的在VRML环境下通过布尔运算来实现材料去除的方法,并实现了工件的数控加工仿真过程。 (4)研究了NC代码的语法、词法,在此基础上利用JavaScript语言对NC代码进行了编写,继而实现了仿真系统通过仿真面板对NC代码的写入、读入、翻译、检错和执行功能。 (5)建立了工艺参数优化的网络结构,并以最大生产率(单位时间最大磨除率)为优化目标,在保证获得给定表面粗糙度Ra的前提下,根据相关的约束参量,建立了磨削加工工艺优化数学模型,采用Java和JavaScript语言开发了磨削工艺参数优化程序,初步实现了基于Web的数控磨削工艺参数优化。


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