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基于网络的可重构数控装备虚拟技术研究

作　者: 李晨贞
导　师: 王太勇
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 数控装备 虚拟模型 重构 网络 多线程
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


为了满足动态多变的机械制造业市场的变化,许多先进生产模式和概念被提出,其中数控装备可重构设计是这些先进制造过程实现的基础和重要组成部分。本文在VC++编程环境下实现了虚拟数控装备的重构,并建立了虚拟重构系统的模型测量系统和网络辅助环境。以五轴数控加工机床为例,基于其结构特点和主要部件的运动关系的分析进行了功能模块的划分,建立了零部件模型库及其管理体系。并以此为基础建立了数控装备的虚拟模型,通过零部件的替换和运动轴关系的改变实现了装备的虚拟重构。从计算机图形学的角度研究了三维虚拟模型三角面片网格的特点,分析了模型变换以及投影变换的原理,借助OpenGL图形库函数和MFC框架,实现从二维屏幕坐标系到三维模型坐标系的转换,完成虚拟模型面的选择和数据信息的提取,并运用数学工具计算出模型特征面的尺寸和相对位置关系。为解决企业内资源的不均匀和技术交流问题,本文建立了虚拟数控装备可重构的网络辅助环境。基于Windows Sockets技术和TCP/IP协议,使用多线程、多址广播等技术及异步选择机制等技术,搭建了网络通讯的平台,建立了基于服务器/客户端框架的应用程序。实现了对话交流、文件传输、远程协助、广播演示和资源共享等虚拟可重构技术的辅助功能。本文对数控装备的虚拟重构技术进行了初步的探索和基本的研究,并建立了网络化的数控装备可重构虚拟系统实例。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 课题研究背景和意义  8-9
  1.2 可重构制造技术和虚拟制造技术国内外研究现状  9-11
  1.3 课题的提出  11
  1.4 本文主要研究内容  11-13
第二章 数控装备的可重构性及虚拟重构环境建模  13-23
  2.1 引言  13
  2.2 虚拟数控装备功能模块分析  13-16
    2.2.1 数控装备可重构的条件  13-14
    2.2.2 虚拟数控装备可重构的特征  14
    2.2.3 虚拟数控设备功能模块划分  14-16
  2.3 虚拟数控装备可重构环境建立  16-22
    2.3.1 基于STL 文件格式的三维虚拟模型  16-17
    2.3.2 数控装备零部件三维模型库的建立  17-19
    2.3.3 数控装备三维虚拟模型建模  19-21
    2.3.4 数控装备重构的实现  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 可重构数控装备虚拟测量系统设计  23-50
  3.1 引言  23
  3.2 测量系统结构模块  23-25
  3.3 三维物体在计算机上显示过程分析  25-30
  3.4 测量系统坐标系设计方案  30-33
  3.5 测量系统的模型变换和投影  33-35
    3.5.1 模型变换效果的实现  33-34
    3.5.2 虚拟投影面的选择  34-35
  3.6 三维选取实现方案  35-40
    3.6.1 鼠标光标屏幕坐标获取和坐标系映射转换  35-36
    3.6.2 三维模型面的选择确定  36-40
  3.7 尺寸计算和显示  40-49
    3.7.1 模型两个平面间位置关系的测量  40-42
    3.7.2 圆直径的测量  42-44
    3.7.3 选择面和尺寸信息的显示  44-49
  3.8 本章小结  49-50
第四章 网络共享可重构辅助环境  50-62
  4.1 引言  50
  4.2 网络平台设计和结构组成  50-54
    4.2.1 网络平台的结构和功能  50-52
    4.2.2 数据传输方案  52
    4.2.3 多线程的网络结构框架  52-54
  4.3 网络功能的实现  54-61
    4.3.1 数据结构与消息类别包  54-55
    4.3.2 应用程序数据收发与处理机制  55-56
    4.3.3 网络关键功能的实现  56-61
  4.4 本章小结  61-62
第五章 网络化可重构虚拟系统实例  62-74
  5.1 引言  62
  5.2 可重构虚拟系统界面  62-73
    5.2.1 虚拟数控装备可重构管理系统  63-65
    5.2.2 可重构数控装备虚拟测量系统  65-68
    5.2.3 网络共享可重构辅助系统界面  68-73
  5.3 本章小结  73-74
第六章 总结与展望  74-76
  6.1 总结  74-75
  6.2 工作展望  75-76
参考文献  76-79
发表论文和参加科研项目说明  79-80
致谢  80

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
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