虚拟制造技术分析及其环境的建立
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摘要
由于全球制造业的竞争日益激烈，先进制造技术不断出现。90年代，随着计算机软件技术、网络技术和信息技术的发展，在80年代出现的柔性制造、计算机集成制造的基础上，又出现了一些新的制造概念和理论，虚拟制造就是其中的一种。作为一种新技术，目前，它的建模技术和仿真技术已成为研究重点。
作者在搜索、查阅、分析大量国内外有关资料的基础上，对虚拟制造的体系结构和关键技术进行了深入的研究和分析，并重点讨论了虚拟制造的软、硬件环境的建立问题。对硬件环境的模型建立采用了层次式建模方法，根据运动轨迹的不同，将机床分为若干个运动部件，在此基础上组合出机床模型。
对于软件环境的建立，作者分析了其工作流程，并对其中的毛坯处理模块作了重点分析，不但实现了简单毛坯的直接生成，对于用AutoCAD生成的毛坯与虚拟环境的对接技术也作了研究。在论文最后，对数控加工仿真进行了讨论，提出了一种易于编程实现的毛坯模型。
Since the competition of global manufacturing industry is increasingly intense, advanced manufacturing technologies appeared continuously. In the 1990's, with the development of computer software technology, network technology and IT, some new manufacturing concepts and theories arose on the foundation of flexible manufacturing technology and computer integrated manufacturing technology that appeared in the 1980's. One of these is VM (Virtual Manufacturing). As a new technology, its model building technology and simulation technology have being become the focal point to be researched.
After looking up plenty of domestic and international relevant articles, author analyzed the crucial technologies and the architecture of virtual manufacturing. Then he mainly discussed the establishment of soft and hardware environment of virtual manufacturing. When author built the model of machine tool, he first built every parts of it that were decomposed according to the difference of movement. The model of machine tool was made up on this foundation. For the establishment of software environment, author analyzed its working process, and made key analysis for the handling of roughcasts. He not only have realized the direct generation of simple roughcasts. For the roughcasts that were drawn with AutoCAD, he also made research about how to handle them in the virtual environment. Finally, author discussed the process of dynamic simulation and adopted a model that can be easily realized in the programming.
作者在搜索、查阅、分析大量国内外有关资料的基础上，对虚拟制造的体系结构和关键技术进行了深入的研究和分析，并重点讨论了虚拟制造的软、硬件环境的建立问题。对硬件环境的模型建立采用了层次式建模方法，根据运动轨迹的不同，将机床分为若干个运动部件，在此基础上组合出机床模型。
对于软件环境的建立，作者分析了其工作流程，并对其中的毛坯处理模块作了重点分析，不但实现了简单毛坯的直接生成，对于用AutoCAD生成的毛坯与虚拟环境的对接技术也作了研究。在论文最后，对数控加工仿真进行了讨论，提出了一种易于编程实现的毛坯模型。
Since the competition of global manufacturing industry is increasingly intense, advanced manufacturing technologies appeared continuously. In the 1990's, with the development of computer software technology, network technology and IT, some new manufacturing concepts and theories arose on the foundation of flexible manufacturing technology and computer integrated manufacturing technology that appeared in the 1980's. One of these is VM (Virtual Manufacturing). As a new technology, its model building technology and simulation technology have being become the focal point to be researched.
After looking up plenty of domestic and international relevant articles, author analyzed the crucial technologies and the architecture of virtual manufacturing. Then he mainly discussed the establishment of soft and hardware environment of virtual manufacturing. When author built the model of machine tool, he first built every parts of it that were decomposed according to the difference of movement. The model of machine tool was made up on this foundation. For the establishment of software environment, author analyzed its working process, and made key analysis for the handling of roughcasts. He not only have realized the direct generation of simple roughcasts. For the roughcasts that were drawn with AutoCAD, he also made research about how to handle them in the virtual environment. Finally, author discussed the process of dynamic simulation and adopted a model that can be easily realized in the programming.
引文
1．乔林 OpenGL程序设计 北京：清华大学出版社，2000
2．吴斌，毕丽蕴 OpenGL编程实例与技巧 北京：人民邮电出版 1999
3．贾志刚 精通OpenGL 北京：电子工业出版社，1998
4．向世明 OpenGL编程与实例 北京：电子工业出版社 1999
5．Kate Gregory Visual C++6.0开发使用手册 机械工业出版社 1999
6．官章全，唐晓卫 Visual C++6.0编程实例详解 北京：电子工业出版社 1999
7．Divid Kruglinaki，Scot Wingo，George Sheperd，Programming Visual C++6.0技术内幕，北京：北京希望电子出版社 1999
8．薛松，杨彬等 Visual C++6.0编程实例 北京：人民邮电出版社，1999
9．谭浩强 C程序设计 北京：清华大学出版社 1991
10．孙家广，杨长贵 计算机图形学 北京：清华大学出版社，1995
11．陆振荣，张建民，张颖江 计算机绘图基础及应用 西安：西安交通大学出版社 1991
12．王润孝 机床数控原理与系统 西北工业大学出版社 1997
13．陈涵生，徐智晨，沈怡 面向对象开发技术及应用 上海科学技术文献出版社，1995
14．袁清珂 赵汝嘉 虚拟制造系统 中国机械工程 1995，6
15．严隽琪 虚拟制造系统的体系结构及其关键技术 中国机械工程 1998年第9卷第11期
16．周杰韩，吴波，左朝晖等 虚拟制造系统概念与结构框架 华中理工大学学报，1996，24
17．袁清珂 虚拟制造系统及开发环境的研究 机械工业自动化 1998，2
18．姚健，严隽琪 虚拟制造的关键技术探讨 机械工业自动化 1998，20
19．余先礼 一个数控加工三维仿真系统 计算机辅助设计与图形学学报 1993，1
20．宋天虎 积极发展适合我国国情的虚拟制造技术 中国机械工程 1998，9
21．梁宏宝，钟诗胜，王知行 虚拟机械加工环境的建造 高技术通讯 2001，2
22．卜云峰，张有东，徐才千 面向21世纪的虚拟制造技术 淮阴工学院学报 2001，2
23．徐剑波 Visual C++中三维图形与动画动能库OpenGL的使用 电脑
1997，6
24．谢志鹏，陈锻生 用OpenGL开发三维交互式虚拟场景 计算机应用，2000，20
25．吴波，胡春华等 虚拟制造系统的建模与实现框架 中国机械工程 1996，7
26．朱恒 虚拟制造系统建模与仿真 中国机械工程 1996，3
27．乔咏梅 数控仿真技术的回顾与评述 计算机辅助设计与图形学学报 1995，10
28．魏海燕 虚拟制造技术的相关概念及其应用 机械工程师 1999，9
29．严隽琪，范秀敏，马登哲 虚拟制造系统的体系结构研究 机械工业自动化 1999，21
30．吴铁军，周来水，周儒荣 用OpenGL实现几何模型真实感图形显示 计算机工程与应用 1999，11
31．白明光 我国机械制造业发展前景及策略 制造技术与机床 1999，3
32. Mark Segal, Kurt Akeley. "The OpenGL Graphics System", Silicon Graphics Inc.April, 1999
33. Sungurtekin, UA and Voelcker, HB, "Graphical simulation & automatic verification NC machining program", IEEE Proc. Int'l Conf. Robbotics and automation, CS Press, Los Alamitos,Calf.,1986
34. Wang, W P and Wang, K K, "Real_time verification of multiaxis NC programs with raster graphics",IEEE Proc. Int'l Conf.Robotics and automation, CS Press, Los Alamitors, Calf.,1986
35. Resslers, "Applying Virtual Environments to Manufacturing", Computer Graphics, Vol 20, No 4, December 1986
36. Hsu,P H and Yang,W T, "Realtime 3D simulation of 3-axis milling using isometric projection",Computer-Aid Design,Vol 25,No 4,April 1993
37. IWATA K. "A Modeling and Simulation Architecture for Virtual Manufacturing System". Annals of the CIRP, 1995,44
38. Prosise Jeff. "Advanced 3D Graphics for Windows:The OpenGL Interface", Microsoft Journal 9, Nov 1994
2．吴斌，毕丽蕴 OpenGL编程实例与技巧 北京：人民邮电出版 1999
3．贾志刚 精通OpenGL 北京：电子工业出版社，1998
4．向世明 OpenGL编程与实例 北京：电子工业出版社 1999
5．Kate Gregory Visual C++6.0开发使用手册 机械工业出版社 1999
6．官章全，唐晓卫 Visual C++6.0编程实例详解 北京：电子工业出版社 1999
7．Divid Kruglinaki，Scot Wingo，George Sheperd，Programming Visual C++6.0技术内幕，北京：北京希望电子出版社 1999
8．薛松，杨彬等 Visual C++6.0编程实例 北京：人民邮电出版社，1999
9．谭浩强 C程序设计 北京：清华大学出版社 1991
10．孙家广，杨长贵 计算机图形学 北京：清华大学出版社，1995
11．陆振荣，张建民，张颖江 计算机绘图基础及应用 西安：西安交通大学出版社 1991
12．王润孝 机床数控原理与系统 西北工业大学出版社 1997
13．陈涵生，徐智晨，沈怡 面向对象开发技术及应用 上海科学技术文献出版社，1995
14．袁清珂 赵汝嘉 虚拟制造系统 中国机械工程 1995，6
15．严隽琪 虚拟制造系统的体系结构及其关键技术 中国机械工程 1998年第9卷第11期
16．周杰韩，吴波，左朝晖等 虚拟制造系统概念与结构框架 华中理工大学学报，1996，24
17．袁清珂 虚拟制造系统及开发环境的研究 机械工业自动化 1998，2
18．姚健，严隽琪 虚拟制造的关键技术探讨 机械工业自动化 1998，20
19．余先礼 一个数控加工三维仿真系统 计算机辅助设计与图形学学报 1993，1
20．宋天虎 积极发展适合我国国情的虚拟制造技术 中国机械工程 1998，9
21．梁宏宝，钟诗胜，王知行 虚拟机械加工环境的建造 高技术通讯 2001，2
22．卜云峰，张有东，徐才千 面向21世纪的虚拟制造技术 淮阴工学院学报 2001，2
23．徐剑波 Visual C++中三维图形与动画动能库OpenGL的使用 电脑
1997，6
24．谢志鹏，陈锻生 用OpenGL开发三维交互式虚拟场景 计算机应用，2000，20
25．吴波，胡春华等 虚拟制造系统的建模与实现框架 中国机械工程 1996，7
26．朱恒 虚拟制造系统建模与仿真 中国机械工程 1996，3
27．乔咏梅 数控仿真技术的回顾与评述 计算机辅助设计与图形学学报 1995，10
28．魏海燕 虚拟制造技术的相关概念及其应用 机械工程师 1999，9
29．严隽琪，范秀敏，马登哲 虚拟制造系统的体系结构研究 机械工业自动化 1999，21
30．吴铁军，周来水，周儒荣 用OpenGL实现几何模型真实感图形显示 计算机工程与应用 1999，11
31．白明光 我国机械制造业发展前景及策略 制造技术与机床 1999，3
32. Mark Segal, Kurt Akeley. "The OpenGL Graphics System", Silicon Graphics Inc.April, 1999
33. Sungurtekin, UA and Voelcker, HB, "Graphical simulation & automatic verification NC machining program", IEEE Proc. Int'l Conf. Robbotics and automation, CS Press, Los Alamitos,Calf.,1986
34. Wang, W P and Wang, K K, "Real_time verification of multiaxis NC programs with raster graphics",IEEE Proc. Int'l Conf.Robotics and automation, CS Press, Los Alamitors, Calf.,1986
35. Resslers, "Applying Virtual Environments to Manufacturing", Computer Graphics, Vol 20, No 4, December 1986
36. Hsu,P H and Yang,W T, "Realtime 3D simulation of 3-axis milling using isometric projection",Computer-Aid Design,Vol 25,No 4,April 1993
37. IWATA K. "A Modeling and Simulation Architecture for Virtual Manufacturing System". Annals of the CIRP, 1995,44
38. Prosise Jeff. "Advanced 3D Graphics for Windows:The OpenGL Interface", Microsoft Journal 9, Nov 1994