摘要
本文对数控仿真建模和数控加工仿真实现技术进行了深入的研究，并与南京巨森数控公司合作开发了车床和铣床的数控仿真系统。本文的主要工作体现在下述几个方面：
1．分析和建立仿真系统总体框架结构，设计友好的用户界面，使得该系统具备进一步商品化的基础。
2．着重阐述数控切削过程动态模拟的三维建模技术。给出基于三角网格方法的铣削和车削的模型。
3．对数控仿真的切削过程的几何表示及求交算法进行深入的研究，分别提出并实现车削和铣削的程序设计，并对铣削采用一种局部快速消隐算法，不仅避免了大量的求交过程，而且提高了显示速度。
4．探讨数控仿真在互联网上的实现技术，提出通过Java本地接口JNI结合Java与OpenGL在互联网上来实现数控仿真，给出简单的程序设计。
综上所述，所开发的系统具有界面友好、使用方便、功能全面的特点，不仅可用于实际加工生产，而且可用于数控教学和培训，适应了先进制造技术的需求。
We have been doing research on NC simulation modeling and technology of NC machining process simulation. Cooperating with NANJING JOYANCE NC COMPANY, we developed milling and turning NC machining simulation system. This article contains some main topics listed below:
1. Analyzing and designing the system structure and friendly user interface. Now this system has been ready for commercialization.
2. Emphasizing 3D modeling technology of NC machining dynamic simulation. Presenting milling model and turning model based on the method of triangle piece.
3. Studying simulation geometrical model and simulation Boolean algorithm. Presenting and implementing milling and turning program design respectively. And presenting and implementing a rapid local hidden face remove algorithm used of milling machining simulation. This algorithm not only avoids a lot of computation but also improves speed.
4. Discussing implementing technology of NC simulation on the Internet by the JNI integrating Java and OpenGL. And presenting a simple program.
To sum up, this system has the characteristics that are friendly interface, simple manipulation and fine versatility. It not only can be used in work, but also in NC training. It fits the needs of our country and accord with AMT's demand.
引文
1．周济，周艳红．数控加工技术．第一版．北京：国防工业出版社，2002
2．余斌．基于OpenGL的数控加工仿真系统的研究与开发．四川大学硕士学位论文，2002
3．崔玉民．3 坐标数控铣削加工图形仿真技术的研究．华北电力大学硕士学位论文，2001
4．王启义，葛研军，施志辉，卢碧红．数控车削虚拟加工环境全景仿真技术．机械设计与制造工程．2001，30(1)：39-40
5．吕雁．计算机仿真与建模技术综述．电子科技．2001，6(5)：2-4
6．乔咏梅，张定华，张淼，魏生民．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．1995，7(4)：311-315
7．李吉平，张文铭，黄田．NC图形验证与仿真技术的研究概况．计算机仿真．2001，8(5)：52-55
8．范良志、张建钢、杨光友、钟飞．五轴数控铣削加工图形仿真技术．机电一体化．2000，1
9．马玉林，孙宏伟．基于质量保证的数控切削仿真技术研究与展望．制造业自动化．2000，22(4)：16-19
10．张化楠，叶伯生，阳道善．数控铣床加工真实感仿真的实现．组合机床与自动化技术．2001(10)：5-7
11．陈晓波，熊光楞，柴旭东．仿真在复杂产品设计中的应用及面临的挑战．系统仿真学报．2002，14(8)：1034-1039
12．王威信，邓达华．三维实体仿真建模的网格自动生成．计算机学报．2002，25(1)：44-48
13．王时英，吕明．数控车床加工的三维模型及动态仿真．太原理工大学学报．2002，33(3)：267-269
14．唐泽圣，周嘉玉，李新友．计算机图形学基础．第一版．北京：清华大学出版社，1995
15．刘海．数控加工仿真培训系统的研究与开发．南京航空航天大学硕士学位论文，2002
16. Jaler V, Lar R W H, Green M. Real-time Multi-resolution Modeling for Complex Virtual Environments. In: Proc VRST96, Hong Kong, 1996, 109-118
17. Heekbert P S , Garland M . Multi-resloution Modeling for Fast Rendering. In: Proc, Graphics Interface, Canadian, 1994,43-50
18．刘真．实用动画计算机图形与动画技术．第一版．北京：电子工业出版社，1998
19．解旭东，尚立库，彭炎午．数控加工仿真系统中图形动态显示的实现方式．计算机应用．1997，17(4)：59-60
20．陆品，石守东，朱根兴．应用OpenGL的仿真动画实现和模型建立．机电工程．2002，19(4)：1-4
21．钱晓峰．数控加工仿真中的动画技术．数据采集与处理．2000，15(1)：80-81
22．施寅，胡俊．计算机动画技术．第一版．北京：清华大学出版社，1999
23．陈定方，罗亚波．虚拟设计．第一版．北京：机械工业出版社，2002
24．怀特(Richard S．Wright)，Jr．Michael Sweet．OpenGL超级宝典．第二版．北京：人民邮电出版社，2002
25．白建军，朱亚平，梁辉，姚东．OpenGL三维图形设计与制作．第一版．北京：人民邮电出版社，1999
26．白燕斌等．OpenGL三维图形库编程指南．第一版．机械工业出版社，1998
27．孙波．OpenGL编程实例学习教程．北京大学，2001
28．潘宝俊，唐文献．数控机床加工程序编制及实际制造一体化．第一版．北京：中国标准出版社，1998
29．谢小星等．CAXA数控加工．第一版．北京：北京航空航天大学出版社，2002
30．邓伟辉．数控车削加工程序图形仿真系统．机电一体化．2002(2)：33-36
31．许立，原彬，施志辉．数控车削加工仿真系统的研究与实现．大连铁道学院学报．2002，23(2)：37-39
32．伍铁军．数控加工仿真关键技术研究与软件开发．南京航空航天大学博士学位论文，2001
33．袁哲俊．金属切削刀具．第一版．上海：上海科学技术出版社，1984
34．范炳炎．数控加工程序编程．第一版．北京：航空工业出版社，1990
35．张胜，陈文亮，曾建江．数控加工过程可视化的实现方法．计算机应用研究．2002(9)：78-80
36．姜晓峰．数控加工仿真关键技术研究．南京航空航天大学博士学位论文，1999
37. Chappel IT. The use of vector to simulate material removed by numerically controlled milling. Computer-Aided Design 1983: 15(3): 156-158
38. Norrie D, Roy G, Fauvel R, Guo D. Micorcomputer simulation od CNC machining center and its applications 1989: January: 29-39
39．吴振勇，王国锋，王太勇．数控加工三维实时仿真系统的研究．机械工程学
报．2002，38(12)：107-110
40．李晓平，樊庆文，刘荣忠，马济永．数控加工三维仿真系统的研究与开发．四川大学学报．2001，33(2)：96-98
41．黄雪梅，赵明扬，王启义．虚拟数控车削物理仿真系统的研究与开发．中国机械工程．2002，13(15)：1336-1338
42．詹梅，刘郁丽，扬合．适用于三维有限元网格的逐步消隐法．西北工业大学学报．1998，16(4)：641-644
43．焦法成，唐树忠，梁锦文，和柏超．智能化二维消隐技术．计算机辅助设计与图形学学报．1996，8(1)：12-17
44．王宇，杨树财，郑敏利，程开举．数控机床加工过程仿真系统的研究．哈尔滨理工大学学报．2003，8(4)：48-51
45．王太勇，王晓斌，王国锋，李宏伟，赵巍，汪文津．数控切削过程仿真系统的研究．组合机床与自动化加工技术．2004(1)：63-65
46．施尔瓦(Aaron Walsh)，John Fronckowiak．Java宝典．第一版．北京：电子工业出版社，1999
47．Calvin Austin，Monica Pawlan．Java 2高级编程．第一版．北京：机械工业出版社，2001
48．管贻生．Java高级实用编程．第一版．北京：清华大学出版社，2004-6-12
49．胡伟．Java结合OpenGL实现互联网三维应用程序的新方法．大连理工大学硕士学位论文，2002
50．李亚东，夏雨佳，席裕庚．基于JNI的跨平台软件设计．计算机工程．2000，26(9)：87-66
51. HerBert Baerten, Frank Van Reeth. Using VRML and JAVA to visualize 3D algorithms in computer graphics education. Computer Network and ISDN System. 1998,30(2): 1833-1839
52．陈文亮．基于Web的数控编程系统及其关键技术研究．南京航空航天大学博士学位论文，2001
53．陈军，陈文亮，翟建军．基于Web的数控加工仿真研究．机械制造与自动化．2003(6)：104-106
54．戴露思，廖文和，田宏．基于网络服务的数控仿真服务系统的研究．机械制造与自动化．2003(2)：57-59
55．程钢，王知衍．利用Java控制VRML对象行为的机理研究．系统仿真学报．2001，13(5)：483-485
56．张华平，玄光哲，于贵平，刘泰然．基于JNI技术应用框架的分析和实现．吉
林大学学报．2003，21(2)：189-191
57．张建，富宏亚，朱晓明．基于Java和Web技术的数控铣削仿真系统设计及实现．军民两用技术与产品．2003(10)：41-43
58．张怀宇．基于VRML的数控加工仿真系统的研究宇实现．四川大学硕士学位论文，2002
59．罗夏朴，郭成城，晏蒲柳．Java与C／C++互操作的研究．微型机与应用．2001(10)：15-17
60．钟声，赵荣彩．JAVA语言中的本地方法．计算机应用．2000，20(2)：69-70
61．严蔚敏，吴伟民．数据结构．第一版．北京：清华大学出版社，1997