虚拟加工系统可重构建模研究
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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模型结构,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。论文主要工作如下:
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三个子专题:一、可重用的零部件几何模型的建立,二、虚拟加工设备的建模,三、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。运用Visual Basic 6.0与最广泛使用的三维设计软件Solidworks应用程序接口相结合,建立了一个可重构的加工中心虚拟装配零件库,用于对加工中心虚拟装配零部件信息进行查询和对虚拟装配零部件进行重构。经过修改的模型,还运用Solidworks API和VB语言,在Solidworks中重新生成装配零部件模型。
以上述研究为基础,我们开发的可重构虚拟加工环境建模系统,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 a 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. The embodiment of the contributions may be summarized as follows.
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.Three subjects of the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment including: Firstly, geometry modeling of reusable part and component; Secondly, modeling of virtual machining device; Thirdly, design of data management system in reconfigurable Virtual Machining Environment, are studied and configured by Object-Oriented method in detail.Using program with Visual Basic 6.0 language and software Solidworks which widely used in three-dimensional design and simulation, to abstract and transfer the assembly model information,create a reconfigurable virtual assembly system part database to inquire and reconfigure the virtual assembly part. After the revision,We also can reassemble them in the Solidworks environment by Solidworks API and VB program. According to these theories we have developed a reconfigurable Virtual Machining Environment System of Machining Center in our lab.
Base on the above study, universal virtual machining simulation and analysis were set up in this paper and a case also introduced in it.
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模型结构,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。论文主要工作如下:
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三个子专题:一、可重用的零部件几何模型的建立,二、虚拟加工设备的建模,三、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。运用Visual Basic 6.0与最广泛使用的三维设计软件Solidworks应用程序接口相结合,建立了一个可重构的加工中心虚拟装配零件库,用于对加工中心虚拟装配零部件信息进行查询和对虚拟装配零部件进行重构。经过修改的模型,还运用Solidworks API和VB语言,在Solidworks中重新生成装配零部件模型。
以上述研究为基础,我们开发的可重构虚拟加工环境建模系统,并给出了该建模系统的运行实例。
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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. The embodiment of the contributions may be summarized as follows.
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.Three subjects of the modeling of reconfigurable Virtual Machining Environment including: Firstly, geometry modeling of reusable part and component; Secondly, modeling of virtual machining device; Thirdly, design of data management system in reconfigurable Virtual Machining Environment, are studied and configured by Object-Oriented method in detail.Using program with Visual Basic 6.0 language and software Solidworks which widely used in three-dimensional design and simulation, to abstract and transfer the assembly model information,create a reconfigurable virtual assembly system part database to inquire and reconfigure the virtual assembly part. After the revision,We also can reassemble them in the Solidworks environment by Solidworks API and VB program. According to these theories we have developed a reconfigurable Virtual Machining Environment System of Machining Center in our lab.
Base on the above study, universal virtual machining simulation and analysis were set up in this paper and a case also introduced in it.
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
[3] 张峥嵘,袁清珂,刘宁,先进制造系统及其关键技术的研究,机械工业自动化,1999,21(1):7-9
[4] 肖田元,虚拟制造及国内外研发状况 http://www.cims.edu.cn/
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