光学自由曲面超精密加工Web平台开发
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摘要
随着技术的飞速发展，以光学自由曲面元件为关键部件的产品的市场逐渐扩大，应用领域越来越广，而光学自由曲面超精密加工技术作为光学自由曲面元件加工的使能技术是世界前沿技术，该技术的发展直接影响光学自由曲面产品的市场。同时，光学自由曲面元件的设计制造业也需要面向数字化、虚拟化以及智能化制造。因此开展光学自由曲面超精密加工Web平台的研究与开发是十分重要而有意义的。
本文基于Web应用技术对光学自由曲面超精密加工平台进行开发研究，采用软件与网络相结合的方式，以B/S（Browser/Server）网络结构来实现。客户端网页基于HTML＋JSP语言基础进行设计，服务器端基于Java servlet技术进行开发，数据信息则采用数据库进行管理和存储，网络通信建立在TCP/IP协议之上，采用多线程技术实现多用户访问机制。
在此基础上，基于Web技术研究开发了光学自由曲面超精密加工平台。该平台最大的优点就是可以在任何有网络的地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展性非常好，只要能上网，申请注册用户名，登陆下载插件，即可使用。总之，这种结构大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本(TCO)。此平台的开发研究将不仅推动了我国光学自由曲面超精密加工技术的发展，而且对该项技术的推广和普及应用具有重大意义。
With the rapid development of technology, the market of the products, which use theoptical free-form surface elements that is having been used in more and moreextensive areas as key components is gradually expanded, and the ultraprecisionmachining technology for the optical free-form surface as the enable technique for themachining of the optical free-form surface is the world's leading edge technology, thedevelopment of which directly affects the market of the optical free-form surfaceproducts. Meanwhile, the design and manufacturing industry of the optical free-formsurface components needs to develop toward digitization, virtual and intelligentmanufacturing. So the research and development of the Web platform for theultra-precision machining of the optical free-form surface is very important andmeaningful.
This thesis carries out development and research for the ultra-precisionmachining platform of optical free-form surface, based on Web applicationtechnology, using a combination of software and network, implementing with the B/S (Browser/Server) network structure. The client page is developed based on HTML＋JSP language foundation, the server-side software is based on Java servlettechnology, data and information is managed and stored using the database，andNetwork communication is based on TCP/IP protocol，using multithreadingtechnology to achieve multi-user access mechanism.
On this basis, the ultra-precision machining platform of optical free-form surfaceis developed based on Web technology. The biggest advantage of this platform is thatwe can operate in any network without installing any special software. It can be used as long as there is a computer with Internet access, but with zero client maintenance.The system is very easy-to-use, so long as on the Internet, apply and register a username, log and download plug-ins, and then you can use it. In short, this structuregreatly simplifies the client computer load, lowers the cost and workload of thesystem maintenance and upgrading, and reduces the total cost of ownership (TCO).The development and research of this platform will not only promote thedevelopment of ultra-precision processing technology of optical free-form surface inour country, but also be of great significance to the popularization and widerapplication of this technology.
本文基于Web应用技术对光学自由曲面超精密加工平台进行开发研究，采用软件与网络相结合的方式，以B/S（Browser/Server）网络结构来实现。客户端网页基于HTML＋JSP语言基础进行设计，服务器端基于Java servlet技术进行开发，数据信息则采用数据库进行管理和存储，网络通信建立在TCP/IP协议之上，采用多线程技术实现多用户访问机制。
在此基础上，基于Web技术研究开发了光学自由曲面超精密加工平台。该平台最大的优点就是可以在任何有网络的地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展性非常好，只要能上网，申请注册用户名，登陆下载插件，即可使用。总之，这种结构大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本(TCO)。此平台的开发研究将不仅推动了我国光学自由曲面超精密加工技术的发展，而且对该项技术的推广和普及应用具有重大意义。
With the rapid development of technology, the market of the products, which use theoptical free-form surface elements that is having been used in more and moreextensive areas as key components is gradually expanded, and the ultraprecisionmachining technology for the optical free-form surface as the enable technique for themachining of the optical free-form surface is the world's leading edge technology, thedevelopment of which directly affects the market of the optical free-form surfaceproducts. Meanwhile, the design and manufacturing industry of the optical free-formsurface components needs to develop toward digitization, virtual and intelligentmanufacturing. So the research and development of the Web platform for theultra-precision machining of the optical free-form surface is very important andmeaningful.
This thesis carries out development and research for the ultra-precisionmachining platform of optical free-form surface, based on Web applicationtechnology, using a combination of software and network, implementing with the B/S (Browser/Server) network structure. The client page is developed based on HTML＋JSP language foundation, the server-side software is based on Java servlettechnology, data and information is managed and stored using the database，andNetwork communication is based on TCP/IP protocol，using multithreadingtechnology to achieve multi-user access mechanism.
On this basis, the ultra-precision machining platform of optical free-form surfaceis developed based on Web technology. The biggest advantage of this platform is thatwe can operate in any network without installing any special software. It can be used as long as there is a computer with Internet access, but with zero client maintenance.The system is very easy-to-use, so long as on the Internet, apply and register a username, log and download plug-ins, and then you can use it. In short, this structuregreatly simplifies the client computer load, lowers the cost and workload of thesystem maintenance and upgrading, and reduces the total cost of ownership (TCO).The development and research of this platform will not only promote thedevelopment of ultra-precision processing technology of optical free-form surface inour country, but also be of great significance to the popularization and widerapplication of this technology.
引文
[1]台雯．Web应用开发技术[M]．北京：清华大学出版社，2010．
[2]卢汉鹏．JSP开发技术详解[M]．北京：化学工业出版社，2010．
[3]赛奎春．JSP信息系统开发实例精选[M]．北京：机械工业出版社，2005．
[4]李绪成,闫海珍等．Java Web程序设计基础教程[M]．北京：电子工业出版社，2011．
[5]李长林．JSP组建动态网站基础与实例操作[M]．北京：电子工业出版社，2005．
[6]姜楠，师肖红．Dreamweaver8完美网页设计与制作[M]．北京：中国青年出版社，2006．
[7]格里高瑞．Visual C++6开发使用手册[T]．北京：机械工业出版社，1999．
[8]黎文峰，吴颂志．Dreamweaver8网页设计实践与技巧[M]．北京：中国青年出版社，2006．
[9]王国辉，吕海涛等．Java数据库系统开发案例精选[M]．北京：人民邮电出版社，2007．
[10] W.B.Lee， H.C.W.Lau． Multi-Agent modeling of dispersed manufacturingnetworks．Expert Systems with Applications,1999,16(3):297-306．
[11] The Fifth Framework Programme (FP5)：http://www.cordis.lu/fp5/src/over.htm．
[12] The Sixth Framework Programme (FP6)：http://europe.eu.int/comm/research/fp6/pdf/fp6-in-brief-en.pdf．
[13] The Institute for System Research of Maryland Uni.：http://www.isr.umd.edu/Labs/CIM．
[14]CyberCut：A Networked Manufacturing Service U of Cal Berkeley.Final NationalScience Foundation Reprot,2001:21-23．
[15]范玉顺．网络化制造的内涵及研究发展趋势[J]．网络化制造与大规模定制学术会议论文集(1～8)．杭州,2003:99-102．
[16]李冉，蔡正林．结合VRML和Java建立动态场景[J]．电脑与信息技术．2005，（2）：33~35．
[17]孙正兴，张岩等．计算机图形学应用Java2D和3D[M]．北京：机械工业出版社，2008．
[18]李兆峰，卜炟等．Java Web项目开发案例精粹[M]．北京：电子工业出版社，2010．
[19]于坤，周大庆．JavaScript基础与案例开发详解[M]．北京：清华大学出版社，2009．
[20]吴传海．Java编程基础、应用与案例[M]．北京：人民邮电出版社，2005．
[21]鄢爱兰，鹿江春．Java参考大全[M]．北京：清华大学出版社，2006．
[22]卢翰，王春斌．Java Web开发实战1200例[M]．北京：清华大学出版社，2011．
[23]汪晓平，贾敬习等．Java网络编程[M]．北京：清华大学出版社，2009．
[24]杨辉．光学自由曲面的先进制造技术[C].提高全民科学素质、建设创新型国家—2006中国科协年会论文集（下册）．北京：中国科学技术协会，2006:86–94
[25] Robert S. Winsor, Raymond G. Ohl, Joseph A. Connelly, et al．Optical Design ofan Infrared Multi-Object Spectrometer Utilizing a Free-Form OpticalSurface[C]．Proc. of the ASPE Winter Tropical Meeting on Freeform Optics,2004:79–83.
[26] Garrard, K., Bruegge, T., Hoffman, J., et al．Design tools for freeform optics[C].Proceedings of the SPIE,2005(5874):95–105.
[27]李成贵，董申．三维表面微观形貌的表征趋势[J]．中国机械工程，2000,11(5):488-492.
[28]李荣彬，杜雪，张志辉，高栋，赵伟明．光学自由曲面的超精密加工技术及应用[J]．制造技术与机床，2004,1.
[29]呼烨,徐明旭,王瑜蕾,周晓勤．光学自由曲面金刚石车削CNC仿真程序编译系统[J]．机电工程，2010.9,(27)9.
[30]杨炯.基于PB多用户机制的实现.计算机系统应用，2004（7）：55-56.
[31]卢骁.基于Web的教学软件平台开发[D].专题讨论，2004.
[32]梁宇澜，唐敦兵，郑力，蒋晓健，周方军.基于Web的机械加工仿真委托服务平台[D].计算机集成制造系统-CIMS，2002.12,8（12）：997-1000.
[33]周方军.网络化机械加工仿真基础平台[M].北京：清华大学，2001.
[34]陈文亮.基于Web的数控编程系统及其关键技术研究[D].南京航天航空大学，2001.1.
[35]姜永湖.基于Web的虚拟加工技术研究与开发[J].南京航天航空大学，2003.3.
[36]徐明旭.金刚石车削光学自由曲面的加工仿真系统的研究[J].吉林大学，吉林长春（2011）.
[37]唐世文.基于ACCESS数据库应用系统的多用户系统登录研究[J].广州市经济管理干部学院学报,2006.7,9(2):74-78.
[38]张怀宇.基于VRML的数控加工仿真系统的研究和实现[J].四川大学，2002.
[39]胡秀丽，黄垒，李丹.数控机床网络通讯软件系统的开发[J].组合机床与数控加工技术，2005（3）：36-38.
[40]张靖宇,高刚,刘金刚.Space多用户终端服务通讯机制的研究[J].网络与通信，2010，26（11-3）：97-98.
[41]夏启明，聂南，何克清.Web系统用户登录与访问控制测试模板模型[J].武汉大学学报，2010.8,43（4）：523-527.
[42]王玮,赵铁莉,宫百香,张永明.Web应用开发技术简介[J].吉林工学院学报，2001.6,22（2）：36-38.
[43]陈恒星.基于UML的网络教学平台的分析与设计[J].长沙通信职业技术学院学报，2006.9,5（3）：52-55.
[44]吴洪森.面向对象数据库的发展与研究[J].计算机工程与应用，1998.7.
[45]宋荣，李霞婷.浅谈面向对象数据库技术的特征和设计[J].科学论坛，2002.
[46]葛研军，王姣，郭爱斌.数控机床与微机间新型网络通讯系统[J].机械与电子，2003（1）:19-21.
[47]梁崇义.网络环境下数控车削加工几何仿真系统[J].武汉理工大学，2006.
[48]侯宏仑，孙守迁，潘云鹤，胡志勇.网络设计与网络制造[J].中国机械工程，2001.1，12（1）：105-109.
[49] HOU Hong lun, SUN Shouqian, PAN Yunhe. Cyber-design and Cyber-manufact-uring, In:Proceedings of3rd International Conference on CAID&CD,2000:400～405.
[50]王伟霞.异地数控加工网络化制造信息系统研究.燕山大学，2008.
[51] C.J.Michael,R.G.Gregor,M.Gero Aggregation in Web Service Compositions//2005IEEE International Conference on e-Technology,e-Commerce and e-Serv-ice(EEE-05).Hong Kong:IEEE Press,2005:181-185.
[52] L.Z.Zeng,B.Benatallah,M.Dumas.Quality Driven Web Services Compo-sitions//Proceedings of the12th International Conference on World WideWeb.Budapest:ACM,2003:411-421.
[53]江平宁，陈献国.基于Web的同步远程协同产品设计的实现.机械工程学报，2002,3（38）：34-38.
[54]范玉顺.网络化制造的内涵及研究发展趋势.网络化制造与大规模定制学术会议论文集（1-8）.杭州，2003:99-102.
[55] W.B.Lee,H.C.W.Lau.Multi-Agent modeling of dispersed manufacturi-ngnetworks.Expert Systems with Applications,1999,16(3):297-306.
[56]王宜,郝莹.用Java实现网络通讯[J].北京建筑工程学院学报，2000.9,16（3）：87-97.
[57]程灏波，冯云鹏，王涌天.自由曲面光学研究.激光与电子学进展，2009.
[58] R. G. Ohl, T. A. Dow, A. Sohn et al.. Highlights of the ASPE2004winter topicalmeeting on free-form optics:design, fabrication, metrology, assembly[C]. SPIE,2004,5494:49~56.
[59] H. Y. Tam, H. B. Cheng, Y. W. Wang. Removal rate and surface roughness in thelapping and polishing of RB-SiCoptical components[J]. J. Mater. Process. Tech.,2007,192~193:276~280.
[60]白建华,许耀东,周红飞,潘振峰.基于Web的网络制造系统[A].新技术新工艺,2006(12):5-7.
[61]易擂,程筱胜,郭宇.基于Web的交互式虚拟装配平台的开发与实现[B].机械制造与研究，2005.
[62] Sandy Ressler, Af zal Godil, Qiming Wang, et al. A VRML integration methodo-logy for manufacturing applications[Z]. Information Technology LaboratoryNational Institute of Standards and Technology.
[63] ZHOU Fangjun.The fundamental platform for mechanical manufacturing simulat-ion based on Web[D].Beijing:Tsinghua Univ.,2001.
[64] Kim TJ. and Sarma S., Toolpath Generation along Directions of MaximumKinematic Performance; a First Cut at Machine2optimal Paths, Computer AidedDesign,2002,34:453-468.
[65] Balasubramaniam M., Ho S., Sarma S. and Adachi Y., Generation of Collision-f-ree5-axis Tool Path Using Haptic Surface, Computer-Aided Design,2002,34:267-279.
[66]蒋敏,单家芳等.基于TCP/IP的自定义协议栈的研究与开发[J].微计算机信息.2005,9-3.
[2]卢汉鹏．JSP开发技术详解[M]．北京：化学工业出版社，2010．
[3]赛奎春．JSP信息系统开发实例精选[M]．北京：机械工业出版社，2005．
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[5]李长林．JSP组建动态网站基础与实例操作[M]．北京：电子工业出版社，2005．
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[15]范玉顺．网络化制造的内涵及研究发展趋势[J]．网络化制造与大规模定制学术会议论文集(1～8)．杭州,2003:99-102．
[16]李冉，蔡正林．结合VRML和Java建立动态场景[J]．电脑与信息技术．2005，（2）：33~35．
[17]孙正兴，张岩等．计算机图形学应用Java2D和3D[M]．北京：机械工业出版社，2008．
[18]李兆峰，卜炟等．Java Web项目开发案例精粹[M]．北京：电子工业出版社，2010．
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[20]吴传海．Java编程基础、应用与案例[M]．北京：人民邮电出版社，2005．
[21]鄢爱兰，鹿江春．Java参考大全[M]．北京：清华大学出版社，2006．
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[26] Garrard, K., Bruegge, T., Hoffman, J., et al．Design tools for freeform optics[C].Proceedings of the SPIE,2005(5874):95–105.
[27]李成贵，董申．三维表面微观形貌的表征趋势[J]．中国机械工程，2000,11(5):488-492.
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[33]周方军.网络化机械加工仿真基础平台[M].北京：清华大学，2001.
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[35]姜永湖.基于Web的虚拟加工技术研究与开发[J].南京航天航空大学，2003.3.
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[39]胡秀丽，黄垒，李丹.数控机床网络通讯软件系统的开发[J].组合机床与数控加工技术，2005（3）：36-38.
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[61]易擂,程筱胜,郭宇.基于Web的交互式虚拟装配平台的开发与实现[B].机械制造与研究，2005.
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[66]蒋敏,单家芳等.基于TCP/IP的自定义协议栈的研究与开发[J].微计算机信息.2005,9-3.