虚拟数控铣削加工系统的研究与开发

在研究虚拟制造技术、数控加工技术的基础上，采用VC 程序语言开发了一套用于数控机床实验教学的虚拟数控铣削加工系统。该系统具有与真实数控铣床类似的虚拟控制面板和床身，能够实现加工过程的三维仿真和加工过程的干涉检查；该系统可以检查NC程序代码中的语法错误，从而减少了用试切法检查所带来的资源浪费和设备损耗，提高了数控设备的利用率。     

基于OpenGL的数控仿真三维图形的研究

数控加工过程由数控程序控制,但数控程序的错误往往不容易被发现。从而在实际加工中可能出现碰撞干涉等问题。通过数控仿真软件可以在制造之前在计算机中模拟加工过程,发现可能出现的碰撞、干涉,零件的可加工性及工艺的合理性等。而在虚拟加工环境下,三维图形处理是其核心的技术问题。本文以三维图形软件标准OpenGL为工具,探讨数控仿真系统中三维图形的处理方法。     

虚拟制造体系及其关键技术

虚拟制造技术是由虚拟现实技术支持的新的研究领域,它是用三维的和动态的仿真模型模拟产品设计与制造及其相关的过程。虚拟制造系统是企业集成的一种新方案,本文给出一种基于集成概念的虚拟制造系统的体系结构。     

制造系统虚拟仿真原型工具的研究

通过对制造系统的分析，基于将“面向对象的分析方法、三维几何模型和仿真机制”统一起来的有向图仿真建模机制，提出虚拟仿真工具的模块化体系结构，开发了面向制造系统的专用虚拟仿真工具，并介绍该虚拟仿真原型工具的总体结构及其主要功能模块。     

表面贴装生产线的三维仿真系统

工业生产的实际证明,将虚拟制造技术应用于制造业将大大提高生产效率.以表面贴装生产过程的虚拟制造为目的,对生产线上5种关键设备(焊膏印刷机、贴装机、回流焊炉、X光检测仪和飞针测试仪)的外观和内部结构仔细分析的基础上,通过软件与编程相结合的方法对其进行三维建模,并动态仿真其工作过程,逼真再现了生产线的实际生产状况,设计并实现了对表面贴装生产线的三维仿真系统.将面向对象的开发方法应用于系统设计和实现过程中,使系统具有良好的交互性和可移植性.该系统为表面贴装生产的虚拟制造提供良好的人机交互平台,与可制造性设计系统相结合,将成功实现表面贴装生产线的虚拟制造.     

面向制造系统的有向图仿真建模方法研究

通过对制造系统虚拟仿真的需求进行分析，提出将“面向对象的分析方法、三维几何模型和仿真机制”统一起来的有向图仿真建模机制，详细讨论了虚拟仿真建模中涉及到的面向对象建模、图形化建模、运动建模和层次化建模等技术。     

基于3DMouse的虚拟仿真系统人机交互技术

为了提高虚拟仿真系统的人机交互性,增强虚拟现实的沉浸感,并结合对虚拟装备仿真系统人机交互性能的需求分析,提出了一种基于Open Inventor技术的三维鼠标视点控制方法.利用三维鼠标的操作模式与工作原理,建立了一种新的仿真系统人机交互模型,从而解决了三维鼠标作为人机交互设备与虚拟仿真系统集成的问题,实现了操作者操纵三位鼠标在虚拟场景中的漫游和装备三维对象模型的动态控制.三维鼠标浏览路径数据的保存和导入功能可实现反复多角度的观察虚拟装备的装配和工艺过程,使装备的操作和维护培训效果显著,该技术可应用在多种虚拟装备仿真系统中.     

面向生产制造过程的虚拟仿真系统建模研究

传统的仿真建模技术不能满足对复杂生产制造过程进行仿真的要求。通过对生产制造系统结构特点及其运行方式的研究并结合面向对象的设计方法和虚拟仿真技术，给出了面向生产制造过程的三维可视化图形仿零点建模机制及实现方法，该机制将应用在作者自主开发的面向制造过程仿真系统InteVss中。     

基于OpenGL的教育机器人软件系统设计与实现*

在中小学教育机器人领域,首次实现了基于OpenGL的综合性三维仿真软件系统.首先介绍系统的设计目标和开发的硬件基础,详尽阐述了基于OpenGL的虚拟现实技术设计教育机器人系统软件,实现教育机器人的虚拟制造、三维作业编辑和仿真,具体展示了系统软件的功能.最后总结了系统工作.     

协同式化工生产三维虚拟仿真系统的研究

针对化工实训类项目对人才培养新型模式的急切需要,采用了基于Virtools的虚拟场景交互设计方法,以化工生产中的乙酸乙酯生产工艺为研究对象,对化工生产三维虚拟仿真系统的构建模式与技术进行了探索研究。介绍了协同式三维虚拟仿真系统的总体设计思想,Virtools中实现联机功能的网络服务器(Server)模块和通信方法的选择,以及实现协同系统的方法和关键技术,最后在协同式乙酸乙酯生产三维虚拟仿真系统中实现了全部功能。     

基于Vega Prime的高空飞艇视景仿真设计

针对高空飞艇在飞行控制半物理仿真实验中实时数据可视化的问题,基于虚拟仿真技术,提出了一种高空飞艇视景仿真系统设计方案。建立了高空飞艇三维模型,并使用细节层次等高级建模技术对三维模型数据库进行了优化。提出了通过反射内存网与半物理仿真系统进行实时数据传输的方式,在Vega Prime环境下完成了基于控制台的视景仿真程序开发。在硬件系统支持下,实现了高空飞艇飞行过程仿真场景的立体渲染,仿真效果能够满足半物理仿真实验数据的实时逼真显示要求。     

油田钻井虚拟仿真系统

利用计算机仿真技术,研究构建一个参数化的油田钻井虚拟仿真系统,对虚拟设备进行参数化的运动控制,逼真地模拟钻井工艺过程。提出了基于数字计算仿真和视景仿真混合技术的虚拟仿真系统架构,分析并建立了井架提升系统和旋转钻进系统的数学模型,利用数学模型控制虚拟钻井设备运动,实现了对缠绕在滑轮组上钢丝绳的实时变形运动控制。最后,能够初始化系统参数、实时显示并控制钻井工艺过程中参数的变化,实现系统的交互性。     

船舶集控室虚拟仿真系统的设计与实现

在分析现有虚拟现实技术与船舶集控室的基础上,采用3D-MAX 与XNA 分别实现了三维模型的建立与虚拟场景的漫游和交互,应用C#语言编写了集控室的二维模 拟软件,通过UDP 协议实现了三维虚拟场景与二维模拟软件之间的通讯。根据光照效果的 数学模型,采用高级着色语言(HLSL)开发了一种基于GPU 的着色器,降低了GPU 与CPU 之间的传输负荷,增强了虚拟场景真实感。     

利用VRML虚拟电厂热力系统

虚拟现实技术是当今计算机科学研究的一个热点,将虚拟现实技术引入电厂热力系统运行中,为电厂运行人员的培训和高温高压环境中故障的预测与排除提供了一种全新的手段。该系统是一种360°全视角的三维立体模型,用户通过互联网就可以直接对电厂热力系统进行全方位立体考察。该系统使技术人员和运行人员以电厂实际运行环境为虚拟空间,从任意角度漫游和交互操作,帮助他们更好地掌握现场实情。     

异形螺杆加工过程动态仿真系统研究与实现

该文以面向对象分析和设计为基础，利用C 和OpenGL，使用三角形图元造型来研究数控机床加工异形螺旋杆的仿真过程。对工件和刀具求交问题进行了研究，提出了加工过程的三维仿真算法，得到了较实用的软件仿真系统，使整个复杂螺杆的加工过程从参数输入、刀具设计选择、干涉判定、插补计算、三维仿真到数控程序生成和控制加工完善地结合起来。     

虚拟制造技术在吸尘器制造中的应用

该文简要介绍了面向机械设计制造过程的虚拟制造技术的特点和应用方法，分析了应用中的主要技术环节和技术方法，并阐述了如何应用虚拟制造技术提高生产企、世的经济效益。如何在虚拟原型产品的设计中，应用三维设计造型工具进行产品的外形和结构的布局设计。应用ADAMS系统的动力学仿真结果对产品结构进行了改进设计，解决了尾杆滚轮的运动不平衡问题。应用HSCAE Smart5．O系统对塑料外壳进行了注塑成形过程模拟分析，优化了注射成形工艺，避免了成形缺陷，提高了产品的性能，缩短了设计制造周期。     

基于三维仿真的输（调）水系统实时调控实现平台研究

以南水北调中线工程为例,研制基于三维仿真的输(调)水系统的实时调控实现平台。研究虚拟仿真平台的构建、海量数据的分页调度、碰撞检测、闸门建模等技术,实现场景三维可视化与漫游、二维导航图与三维场景的实时联动、基于三维场景的集成查询与显示、基于水量调度模型的调水方案的分层显示、基于水动力学模型的三维水面动态模拟和流场动态可视化、基于实时调控的闸门可视化动态仿真等功能。该平台可为南水北调中线工程运行管理决策支持系统建设提供技术支撑,并为相似工程提供借鉴。     

虚拟企业模型并行仿真研究

随着各种全新的制造理念,特别是虚拟企业的出现,企业模型的规模不断扩大,使目前存在的大多数企业模型仿真系统的效率大大下降。该文针对此问题,通过深入分析虚拟企业模型结构,并在已有的构件化企业建模体系CEMS及其仿真系统的基础上,结合异步仿真技术和多线程技术提出了一种分层式企业模型仿真体系结构,为虚拟企业模型的快速高效的仿真提供了一种有效的方法。     

NC图形验证与仿真技术的研究概况

数控程序图形验证与仿真技术的研究对保证加工质量提高加工效率具有重要意义,同时也是虚拟制造技术的主要研究内容之一,该文从国外NC几何验证、NC物理验证以及我国的NC图形验证三个方面对NC图形验证技术的发展概况作了较全面的论述,并指出其中存在的不足和尚待解决的问题。最后提出一种新的复杂曲面NC图形验证的体系结构。     

电路虚拟维修关键技术研究

利用3ds max建立三维模型,为虚拟维修提供操作对象;利用OrCAD建立电路仿真模型,为虚拟维修提供数据支撑;在EON Studio建立的虚拟场景中设置虚拟维修操作,并通过VB平台将电路仿真结果发送至虚拟场景中,实现对电子设备电路仿真结果的实时读取,为电子装备维修训练提供强有力的技术手段.