虚拟折弯机及板料动态柔体仿真的研究与实现

研究并实现了一种基于虚拟现实的动态虚拟折弯机场景仿真系统.采用OpenGL构建图形控制平台实现立体三维效果;基于场景图形技术和参数化拉伸体建模构建和组织各种尺寸的场景元素;建立动画管理器对场景元素进行更新遍历实现运动序列控制;同时,应用变形体技术,完成工艺流程和板料柔体仿真,并且通过板料展开计算实现其长度变化.应用分析...     

基于骨骼动画的注射机三维仿真

提出了采用骨骼动画模型来描述注射机零部件及其运动仿真的方法，阐述了骨骼动画模型实现注射机三维仿真的原理，并给出了具体的实现方法，开发了基于此方法的注射机仿真实例系统。     

基于3ds Max与OpenGL的数控车床仿真技术的研究

提出了数控车床仿真系统的总体结构,详细论述了基于3ds Max与OpenGL的数控车床仿真的实现方法.本系统采用3ds Max对静态部件进行几何建模,并存为3ds文件格式,然后利用OpenGL接口技术将3ds文件导入仿真环境,用重画技术对动态物体进行行为建模,从而模拟整个数控加工过程.     

基于OpenGL数控车削仿真的软件实现

文章中加工仿真系统以Windows2000为平台,利用Visual C 6.0开发工具进行程序编制.利用基于OpenGL的计算机仿真和动画技术,采用基于数控代码的仿真方法,设计了NC代码编辑器,便于用户进行手工编程;设计了数控程序检查器和解释器,很好的解决了数控代码的计算机识别和分析问题;设计了仿真模块,很好的实现了数控车削加工的三维仿真.     

基于混杂系统的多通道运动控制功能研究

针对数控系统是集连续动态系统和连续事件为一体的复杂混杂系统这一特性,深入研究了混杂系统建模与控制理论的基础上,提出了基于混杂系统层次结构模型的支持多通道运动控制功能的系统结构,采用基于令牌的有限状态机(FSM)方法对通道之间的资源进行分配和管理,并在具有层次化的建模思想的PtolemyII基础上搭建运动控制功能的建模与仿真平台.将数控系统按照不同的计算模型(computation model)和不同的抽象层次(Abstract Hierarchy)划分为多个具有单一计算模型的子系统,并将这些子系统集成一个整体模型,进行仿真实现.     

虚拟焊接制造系统集成仿真方法

通过对焊接生产系统进行建模和仿真研究,基于虚拟制造技术提出虚拟焊接制造系统及其集成仿真模型的实现框架和建模方法;结合CAD(计算辅助设计)、CAE(计算机辅工程分析)、VR(虚拟现实)和离散事件仿真技术,对虚拟焊接制造系统的总体流程和系统的设计与布局、焊接专机及其它设备的选择和优化、焊接生产过程的静态与动态仿真、工艺参数优化和投资前的生产分析等主要环节进行了研究;通过具体实例详细论述和分析了构建虚拟制造系统的集成仿真方法,阐述了虚拟焊接制造系统仿真的关键问题,该方法为实际生产系统提供了有效分析工具,并用于指导生产实践。     

数控加工过程建模和仿真的研究与应用

介绍了数控加工系统(数控机床)模型建立的理论,然后根据这种建模理论给出一个在数控加工仿真平台VERICUT上实现的适用于任何加工系统的通用建模方法和步骤,最后运用此方法对具体的数控加工过程进行建模、仿真和优化.     

基于动态PLS框架的铝合金脉冲MIG焊解耦控制设计及仿真

针对铝合金脉冲MIG焊中存在的多变量强耦合、难建模等特点,利用动态PLS控制框架在解耦、建模等方面的优势,将多变量的控制转换成为多个单回路的控制,并对各控制回路单独进行PID控制器设计.介绍了动态PLS建模及基于动态PLS建模框架的控制器设计的结构与特点,并将该控制器设计方法引入到铝合金脉冲MIG焊中,并进行仿真试验.仿真验证采用动态PLS框架的控制器设计方法能获得满意的动态和稳态特性,并可应用于其它焊接过程,为基于数据驱动的动态建模控制方法在复杂焊接过程中的应用奠定了基础.     

双向驱动井径测井仪推靠系统工作行为分析

针对单向驱动井径测井仪存在的启动响应慢、速度集中和初始运动冲击等问题,提出一种具有双向驱动特征的新型结构井径测井仪,并对其推靠系统(实现测量臂伸缩)双向驱动过程进行矢量化建模求解及工作行为分析(运动性能仿真、测量性能仿真)。首先进行双向驱动测井仪推靠系统物理建模和理论研究,以双驱动丝杠系统参数(速度、位移)为输入,采用复数矢量法对测井仪推靠系统运动性能参数(位移、速度、加速度)进行参数化表征;然后以实际双驱动推靠系统为对象进行实例分析,对其运动特性进行理论求解,得到推靠杆端口和推靠销钉的运动曲线,并对双驱动速度匹配特性进行研究;最后基于ADAMS进行测井仪工作行为分析,将仿真与理论结果进行对比,结果表明推靠系统仿真运动曲线与理论解析曲线具有较高的吻合度,证明了测井仪推靠系统矢量化建模求解的正确性。     

人机交互式机器人弧焊再制造系统设计

在分析失效零件再制造的特点的基础上,提出了基于人机交互技术的机器人熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)再制造思想.将操作者作为系统的一个因素,构成人机交互式的机器人GMAW再制造系统,人机协作共同完成失效零件的再制造任务.其中操作者主要负责解决再制造过程中的非线性、难建模的复杂问题;机器人主要负责数据计算和运动控制等线性问题.根据上述思想,文中建立了人机交互式机器人GMAW再制造试验系统平台,研究了基于开放式图形库(open graphics library,OpenGL)的再制造系统软件结构和人机交互实现方式,采用模块化方法设计实现了可视化的人机交互界面.     

3DSMAX与ArtCAM结合在数控机床加工中的应用

用3DSMAX设计出的三维模型,并利用CAM软件ArtCAM Pro生成了加工代码的G代码,进而加工出艺术模型。本文论述了这种新方法的实现过程,并论述了三维艺术建模软件与CAD／CAM软件结合的理论方法。     

虚拟制造中数控加工过程三维仿真技术的研究

以数控车床作为研究对象,探讨了加工过程仿真系统的理论方法及其关键技术,并以制造系统的仿真与建模理论为基础,结合计算机图形技术和仿真技术,开发了数控机床加工过程三维仿真系统。     

螺旋锥齿轮数控铣齿加工过程几何仿真研究

利用面相对象技术和CAD系统的三维建模功能及其ObjectARX技术，根据螺旋锥齿轮的加工原理，提出了CNC铣齿机、齿坯和刀具三维模型的构建方法以及基于全局光照明的加工环境光照计算的具体方法。利用齿坯实体模型和刀具实体模型做布尔减运算，来实现模拟工件材料的去除过程；同时，采用全局光照明模型建立了具有真实感的数控加工虚拟现实环境。实际应用表明，该系统不但实现了螺旋锥齿轮的计算机辅助铣齿，提高了加工效率，降低了加工成本；而且还提供了非常真实的仿真效果。所获仿真结果可为齿面接触分析、有限元应力分析、齿轮的数控加工等提供精确的三维几何模型。     

DSX5—70型三杆五自由度并联虚轴机床的运动仿真

基于开发研制的三杆五自由度并联虚轴机床，概述了实现虚轴机床三维实体模型数控加工的运动仿真方法，利用开发的虚轴模块，解决了在虚轴机床上实现CAD／CAM集成的难题，实现了三杆虚拟轴机床CAD／CAM的一体化、软件的模块化设计，使仿真系统具有良好的扩展性和通用性，操作方便。     

GZ4240卧式金属带锯床液压夹紧系统改进

分析GZ4240型卧式双立柱金属带锯床的使用现状发现液压夹紧系统存在缺陷。采用问题分析与研究、市场走访与调研、3D设计与建模、机械加工与制作等方法,进行优化与改造。改进后经过多次测试,液压夹紧系统运行更加稳定、流畅、高效,大幅度提高机床使用寿命。     

虚拟加工设备的建模和加工过程物理仿真

介绍了虚拟加工设备建模的常用软件，并对虚拟数控机床和刀具的建模进行了讨论。着重研究了虚拟加工过程物理仿真，利用有限元（FEM）法建立了切削力仿真模型，利用多体系统运动学理论建立了虚拟数控机床的运动模型。最后，提出虚拟加工物理仿真技术发展中存在的问题以及未来的研究方向。     

Quick 3D Modeling of Machining Environment by Means of On-machine Stereo Vision with Digital Decomposition

The paper describes a three dimensional vision-based modeling system, which can efficiently and accurately construct solid models of a machining environment including the workpiece setup with jigs and fixtures on the machine table. The unique methods of the object recognition with various key technologies have been developed based on the simultaneous real and virtual stereo image processing. Since the constructed model accurately matches with the real setup, real time NC program verifications can be performed for 100% collision-free machining simulation. The prototyped system has been successfully verified by implementation on several real machining systems.     

Enhanced virtual machining for sculptured surfaces by integrating machine tool error models into NC machining simulation

Sculptured surface machining is a time-consuming and costly process. It requires simultaneously controlled motion of the machine axes. However, positioning inaccuracies or errors exist in machine tools. The combination of error motions of the machine axes will result in a complicated pattern of part geometry errors. In order to quantitatively predict these part geometry errors, a new application framework ‘enhanced virtual machining’ is developed. It integrates machine tool error models into NC machining simulation. The ideal cutter path in the NC program for surface machining is discretized into sub-paths. For each interpolated cutter location, the machine geometric errors are predicted from the machine tool error model. Both the solid modeling approach and the surface modeling approach are used to translate machine geometric errors into part geometry errors for sculptured surface machining. The solid modeling approach obtains the final part geometry by subtracting the tool swept volume from the stock geometric model. The surface modeling approach approximates the actual cutter contact points by calculating the cutting tool motion and geometry. The simulation results show that the machine tool error model can be effectively integrated into sculptured surface machining to predict part geometry errors before the real cutting begins.     

基于OpenGL ES的伺服压力机加工运动的三维仿真

研究了嵌入式图形标准接口技术OpenGL ES.介绍了利用该技术在基于WinCE操作系统平台上构建曲柄连杆伺服压力机三维实体模型的方法.对伺服压力机加工运动轨迹进行计算,并利用建立的实体模型对伺服压力机加工运动轨迹进行了三维动态仿真.这有利于用户在加工前对加工运动轨迹和曲柄的运动模式设置进行验证.