可重构的虚拟加工环境交互建模系统研究
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摘要
虚拟加工是虚拟制造技术体系的重要组成部分，它要求有一个具有一定沉浸感的三维可视化虚拟加工环境，并能对产品加工提供全方位的、集成的仿真分析，以对工艺参数的合理性、产品的加工质量等做出评价。
本文在详细分析了虚拟制造对虚拟加工的技术要求基础上，提出了可重构、可扩展的虚拟加工系统体系结构，并分析讨论了实现虚拟加工的关键技术，指出可重构的虚拟加工环境的建立是实现虚拟加工系统的基础和难点。
为解决可重构虚拟加工环境的建模问题，本文在全面分析可重构虚拟加工环境的建模需求和建模特点基础上，提出了可重构虚拟加工环境层次建模方法，将可重构虚拟加工环境的建模分解成为四个子专题：可重用的零部件几何模型的建立、可重用的零部件仿真模型的建立、虚拟加工设备的建模、支持重构的虚拟加工环境模型数据库的设计，并分别对之进行了详细的分析设计。
论文最后介绍了以上述研究为基础开发的可重构虚拟加工环境建模系统VMES(Virtual Machining Environment System)，并给出了该建模系统的运行实例。
Virtual Machining is a very important part in systematized techniques about Virtual Manufacturing. It requests an immersible 3D virtual machining environment which supplies panoramic, integrated simulation and analysis for the processing of product so as to evaluate the rationality of machining process parameters and the machining quality of product.
In this paper, a reconfigurable and extendable Virtual Machining architecture is put forward based on the detail analysis of the request for Virtual Machining made by Virtual Manufacturing. The key technologies related to realize virtual machining are also discussed, among which the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment is the base and the difficult point.
In order to implement the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment, an efficient virtual machining environment hierarchical modeling method supporting reconfiguration is put forward based on analysis of requirements and characteristics of reconfigurable 3D virtual machining environment modeling. Four subjects of the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment including geometry modeling of reusable part and component, simulation modeling of reusable part and component, modeling of virtual machining device and design of data management system in reconfigurable Virtual Machining Environment are studied and configured by Object-Oriented method in detail.
According to the theories we have developed a reconfigurable Virtual Machining Environment System (VMES) in our lab. A case study is also introduced. The endeavor of this paper establishes the basis of universal virtual machining simulation and analysis.
本文在详细分析了虚拟制造对虚拟加工的技术要求基础上，提出了可重构、可扩展的虚拟加工系统体系结构，并分析讨论了实现虚拟加工的关键技术，指出可重构的虚拟加工环境的建立是实现虚拟加工系统的基础和难点。
为解决可重构虚拟加工环境的建模问题，本文在全面分析可重构虚拟加工环境的建模需求和建模特点基础上，提出了可重构虚拟加工环境层次建模方法，将可重构虚拟加工环境的建模分解成为四个子专题：可重用的零部件几何模型的建立、可重用的零部件仿真模型的建立、虚拟加工设备的建模、支持重构的虚拟加工环境模型数据库的设计，并分别对之进行了详细的分析设计。
论文最后介绍了以上述研究为基础开发的可重构虚拟加工环境建模系统VMES(Virtual Machining Environment System)，并给出了该建模系统的运行实例。
Virtual Machining is a very important part in systematized techniques about Virtual Manufacturing. It requests an immersible 3D virtual machining environment which supplies panoramic, integrated simulation and analysis for the processing of product so as to evaluate the rationality of machining process parameters and the machining quality of product.
In this paper, a reconfigurable and extendable Virtual Machining architecture is put forward based on the detail analysis of the request for Virtual Machining made by Virtual Manufacturing. The key technologies related to realize virtual machining are also discussed, among which the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment is the base and the difficult point.
In order to implement the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment, an efficient virtual machining environment hierarchical modeling method supporting reconfiguration is put forward based on analysis of requirements and characteristics of reconfigurable 3D virtual machining environment modeling. Four subjects of the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment including geometry modeling of reusable part and component, simulation modeling of reusable part and component, modeling of virtual machining device and design of data management system in reconfigurable Virtual Machining Environment are studied and configured by Object-Oriented method in detail.
According to the theories we have developed a reconfigurable Virtual Machining Environment System (VMES) in our lab. A case study is also introduced. The endeavor of this paper establishes the basis of universal virtual machining simulation and analysis.
引文
[1] 张友良 面向二十一世纪的生产模式及先进制造技术，机械科学与技术，1997，26(3)：1—6
[2] 张世琪，孙宇 等．现代制造导论 理念 模式 技术 应用，兵器工业出版社，2000．12
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