研究简报

由武汉理工大学、武钢集团机械制造有限责任公司和中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室共同承担的“分布式虚拟设计／制造研究及应用”项目，从虚拟设计、虚拟分析、虚拟加工、虚拟制造、分布式虚拟设计制造5个层次着手进行，在基于Internet的虚拟车间与虚拟数控机床、开卷机的虚拟分析和分布式集成设计、     

三维虚拟加工环境及其关键技术的研究

在分析虚拟制造特点的基础上,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,介绍了支持三维建模仿真的组件设计、基于装配模型的三维实体建模方法、NC代码解析器的设计方案以及基于毛坯表面三角片离散化的加工过程仿真算法,并开发了虚拟加工环境原型系统,该系统能够实时地反映零件虚拟原型的加工成形过程仿真,并进行可加工性分析。     

基于虚拟制造的三维数控仿真系统开发

本文评述了虚拟制造技术和三维数控仿真的含义和发展,结合虚拟制造技术对数控仿真系统进行了研究,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,通过对设计过程中相关技术要点的探讨,运用OpenGL、VB和VC 等软件,开发出基于虚拟制造的三维数控仿真系统。     

基于CATIA V5的数控加工整机模拟技术

数控加工仿真是数控虚拟制造的一个重要环节,基于CATIA V5强大的功能模块,可以通过对数控机床的实体建模、组装和整机模拟,实现数控加工过程的仿真。本文中以立式三轴数控铣床为例,简单讲述三轴机床模型的构建、组装、参数设置和整机模拟的过程。     

虚拟加工环境中的三维图形数据结构的研究

在虚拟加工环境中,三维图形的处理是一个中心的技术问题,主要包括,三维图形的几何建模方法;三维几何图形的显示数据结构;三维图形的编译处理等,提出了一种能够满足虚拟加工环境的三维图形的数据结构,实现了三维图形的环境人,毛坯的对接等功能。     

虚拟加工中心加工过程算法研究

在虚拟加工环境的建造过程中,关键技术是三维实体的数据结构和加工仿真的逐步成型算法。该文重点研究了毛坯的数据结构特点,四边形离散化方法和毛坯文件的存储格式等,并且分析了三坐标加工中心的加工特点,同时还给出了虚拟加工过程中毛坯被加工成工件的逐步成型算法。该算法在虚拟加工环境中得到了成功应用,文中给出了该算法在三坐标加工中心的验证实例。     

一种数据手套交互控制模块的设计与应用

在三维虚拟环境下进行虚拟制造(VM),是当今制造业发展的趋势.数据手套是实现虚拟现实技术的交互设备之一,数据手套的应用对于虚拟制造非常重要.研究数据手套的功能和原理,设计了一种面向虚拟制造的数据手套交互控制模块.通过虚拟手的建模以及数据手套实时采集数据,来实现虚拟手与人手的手势映射,并结合层次包围盒算法实现虚拟手与虚拟场景的碰撞检测.研究结果显示,在模块下人手到虚拟手的动作映射和虚拟手对虚拟物体的碰撞检测能基本满足虚拟制造系统的理论要求,具有一定的实用性.     

虚拟加工技术的硬件环境建模研究

该文针对虚拟加工环境建造过程的关键部分硬件环境的建模部分进行了研究,提出了虚拟加工环境的设备特征建模、设备的几何建模、运动学建模等模型和解决方案,同时阐述了三维几何建模的有关算法。并将所有的解决方宁,通过实现的原形系统得以验证。     

虚拟数控铣床加工过程仿真研究

基于虚拟柔性制造系统,着重从几何仿真的角度对数控铣床模型的建造和加工过程仿真的有关问题进行了研究。在建模过程中重点研究了数控铣床模型的简化、基于OpenGL和Pro/E的格式转换,并在虚拟仿真环境中,根据铣床的构造特点,建立了铣床的虚拟模型;在加工仿真过程中,针对铣床加工过程,对数控铣床的多轴联动机制进行了约束和定义,并对数控代码进行了分解,采用数字脉冲的驱动方式,成功模拟了加工过程的直线和圆弧等常用插补,形成工件轮廓。     

船舶虚拟制造中狼群优化卷积神经网络的控制应用

为了优化虚拟工业制造的控制策略,采用狼群优化的卷积神经网络算法进行虚拟工业制造控制研究.首先根据虚拟工业制造任务和资源数据,建立任务-资源列表,并结合单位矩阵对任务-资源列表进行稀疏化,形成虚拟制造单元;接着建立卷积神经网络虚拟制造控制模型,并采用狼群算法对权重和偏置进行优化;最后以所有任务的平均制造时间为目标函数,对虚拟制造单元进行训练优化.船舶主机虚拟制造实验证明,相比于常用的控制算法,通过合理设置卷积核池化尺寸的狼群优化卷积神经网络算法能够获得平均制造时间的最优解.     

虚拟加工中NC代码转化技术研究

在虚拟加工过程中,虚拟机床是由刀位文件驱动而工作的,为了使虚拟加工环境具有接收和检验NC代码的功能,需要将NC代码翻译成刀位文件。该文在对NC代码翻译成刀位文件的可行性进行研究后,开发出了NC翻译器。翻译器共分以下几个模块：文件的读入与存储、错误分析与语义分析、翻译执行、数据轨迹仿真等。最后并给出了槽型凸轮的NC代码的翻译实例验证,以及翻译后的刀位文件的虚拟加工结果。     

虚拟柔性加工单元网络信息安全的数据加密与数字签 …

虚拟柔性加工单元是虚拟制造系统研究的核心。虚拟柔性加工单元的网络环境为单元内部和单元与客户之间交互信息建立了一条快速通道,同时也带来了信息交换安全性的问题。文章分析了虚拟单元的网络环境与信息安全需求,比较了常见密码方案。根据虚拟单元网络信息安全特点,提出了一种适合单元网络环境的数据加密与数字签名方案,最后给出了一种安全可行的密钥交换协议。     

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,它是用三椎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。     

浅谈人机工程分析软件在虚拟制造中的应用

在当前社会中,世界各地的企业之间竞争意识在增强,决定制造企业全球竞争能力的主要指标之一就是产品的开发时间、产品成本、产品质量以及产品应用.目前使用相对于广泛的就是“虚拟制造”技术,而人机工程分析则是虚拟制造”技术其中的一部分.为了适应目前市场的多变性质,减少企业成本和制作周期, “虚拟制造”技术逐渐成为最突出的一种.它能够在产品设计初期和开发的各个阶段有效的把握制造过程各个阶段的实际情况,同事也能有效的协调设计与制造各阶段之间的关系,以便使企业整体全局达到最优益.     

标准建模语言在虚拟制造系统开发中的应用

开发虚拟制造系统的目标是为虚拟制造建立一个虚拟的制造环境,用于仿真和评估各制造过程对产品质量的影响。应用组态技术(ConfigurationTechnology)集成的虚拟制造系统可以将用户的需求通过组态软件产生相应的数据库,供制造软件生成虚拟制造系统。由于制造系统的复杂性和多样性,该文应用标准建模语言(UnifiedModelingLan-guage)的用例图、状态图、构件图等建立虚拟制造系统的组态,控制软件功能模型,为基于组态技术的虚拟制造系统的开发与实施提供保障。     

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。     

虚拟机床加工系统中机床选择方法的研究

针对一定的工序选择合适的机床进行加工，保证设计所要求的加工质量，是现实加工工艺系统运作的重要工作，同样也是虚拟加工工艺系统实施的重要环节。本文以真实加工系统为基础，结合虚拟机术加工系统的具体情况，提出了虚拟加工环境中虚拟机床的选择方法，并对实施中的几个关键问题进行了深入的研究。运用该方法可使虚拟机床加工系统能够正确选择机床进行虚拟加工，实现加工性能及加工质量的描述。     

虚拟制造环境中虚拟手的行为构造

为了实现虚拟制造环境中智能高效的虚拟手,改善目前主流的依赖对用户手抓握动作跟踪的状况,提出一种适用于虚拟制造环境的虚拟手自主行为构造方法.通过在虚拟手结构模型上增加感知环设计,构建虚拟手的感知能力;结合文中提出的虚拟手三阶段感知算法实现虚拟手的自适应行为机制,极大地减轻了操作者的认知和操作负载;通过构造虚拟手手势集和手势状态转换模型,实现了虚拟手在复杂零件表面的连续抓握操作.文中还重点研究了复杂零件表面虚拟手的连续抓握的行为机制和相关算法.实验结果表明,文中的虚拟手具有很好的几何真实感和行为真实感;提出的方法具有良好的可用性、可靠性和实时性.     

虚拟制造技术的初步研究

虚拟制造技术作为近年出现的先进技术之一,受到了世界各个国家的高度重视.本文主要介绍了虚拟制造技术的概念,基本构成,关键技术,及其与其它先进制造技术的关系.并通过概要介绍该制造技术在国际上的研究开发动向,就如何发展我国的虚拟制造技术进行一点探讨.     

虚拟制造技术及信息化

在当今经济全球化、贸易自由化和社会信息化的形势下,高新技术和新鲜思想的应用日渐深入企业日常生产,制造业的经营战略不断更新,由之前的规模效益衍生出多种多样的制造哲理,在各种新思维新体系的推陈出新的过程中。虚拟制造技术逐渐浮上台面,占据制造技术的一席之地,文章结合虚拟制造等新的制造技术的发展趋势,探讨了信息化制造的实质意义,以及虚拟制造技术在我国目前的发展概况和遇到的问题。