基于VR的三维数控加工环境及其关键技术研究

在研究虚拟制造技术的基础上,提出了基于VR的虚拟数控加工环境,设计出面向通用化的NC代码翻译器。阐述了虚拟加工环境的工作流程、基于层次关系的虚拟加工框架技术、NC代码翻译器的设计方法、基于毛坯表面模型的三角片构建算法等关键技术。该系统能够实时地反映零件虚拟模型的加工成形过程,并进行可加工性分析。     

基于V代码的虚拟装备仿真研究

从数控加工的G代码中得到启发,设计并实现了一种虚拟仿真的V代码,对V代码进行了定义,开发了V代码的生成工具,分析了基于V代码的装备仿真流程,以太阳电池PECVD装备为应用实例,进行了基于V代码的虚拟仿真验证,结果表明基于V代码的虚拟装备仿真实用准确,仿真效果良好。使用V代码可以方便地编辑装备仿真中的运动方案,灵活地控制仿真过程的进行;仿真程序中预编译的V代码模块,可以增强仿真程序的结构性,提高程序的执行效率。     

基于复合虚拟力场的大规模人群行为模拟

以类鸟群(Boids)系统为基础,提出了一种基于复合虚拟力场(Composite Virtual Force Field) 的大规模人群行为模型.该模型将类鸟群系统中三个基本规则的作用抽象成类似于物理学中的三种矢量力,同时为了表现出个体之间的远近关系,我们又加入群体力的作用,从而实现了在虚拟环境中大规模人群行为的仿真.实验结果表明,在复合虚拟力场控制下的群体行为模型能够逼真合理的模拟出现实中大规模人群的多种行为.     

数控铣、滚齿复合机床虚拟样机机电异构仿真

机电异构建模与仿真技术是数控机床动态性能分析的难点和重要方法之一.以带负载的电动机数学模型为基础,以数控铣、滚齿复合机床水平进给系统为研究对象,借助ADAMS/Controls模块将ADAMS动力学模型与MATLAB控制模型结合起来,建立机电异构系统的虚拟样机.在MATLAB7.0中对虚拟样机进行仿真,利用仿真结果分析了交流伺服电机在带负载情况下的控制力矩特性,为数控机床机械与电气参数匹配的研究奠定了基础.     

CNC铣齿机床加工曲线齿锥齿轮仿真系统的研究

从空间占位角度对曲线齿锥齿轮加工过程进行了分析，得出了建立CNC铣齿机床加工仿真系统的基本思想。以AutoCAD为开发平台，建立了简化后的刀具和齿轮毛坯实体零件库；同时，将CNC铣齿机床各轴运动转化到刀具和齿轮毛坯的相对位置调整，通过刀具和齿轮毛坯的相减布尔运算实现了仿真切齿过程。最后给出了加工仿真实例和实际加工结果，验证了加工仿真方法的正确性。为设计和制造都很复杂的曲线齿锥齿轮加工提供了一个非常形象的加工仿真工具。     

基于Z的虚拟加工仿真环境规范技术研究

对虚拟加工仿真环境模型的规范化技术进行了研究,针对虚拟加工仿真环境的快速创建和不同平台之间模型共享需求,分析并提出采用Z语言描述虚拟加工仿真环境中的几何模型、逻辑模型和机构模型的要素定义及形式化表达方案,用于保证模型描述的严谨性和无二义性,通过实例验证了机床模型形式化表迭方案的有效性.规范描述的实现方法选用中性文件,易于理解和实现.     

基于CATIA V5的圆柱齿轮虚拟加工研究

以共轭齿面包络原理为理论基础,布尔运算为方法,商用三维实体软件为工具,研究了磨前滚刀加工圆柱齿轮的计算机虚拟加工问题,利用CATIA V5的二次开发功能构建出磨前滚刀加工圆柱齿轮的虚拟仿真加工系统.对仿真系统虚拟加工的齿轮齿廓进行了曲面重构,得到了精确齿轮实体模型,通过分析模型的公法线误差,验证了该方法的正确性.为基于包络制造原理的曲面零件的数字化制造提供了一种有效方法.     

油田安全作业虚拟仿真训练系统研究

利用虚拟现实技术构建油田安全作业虚拟仿真训练系统,提供交互式训练功能。提出了封闭式演示、指南式向导操作和开放式自由操作三种培训模式,给出了油田安全作业虚拟仿真训练系统的开发框架,定义了虚拟人基本动作及其参数化表示,解决了行为定义以及可重用性问题,并对虚拟人的操作手形进行了分类。最后从感知环境、行为控制、运动控制和碰撞检测四个方面分析了场景驱动执行引擎的功能,协调虚拟人和操作物体的交互活动,控制虚拟场景的变化。本系统的应用有效地解决了油田安全作业培训的成本、安全和效果问题。     

复杂产品虚拟样机协同仿真建模技术研究

复杂产品虚拟样机技术是复杂产品开发设计的重要技术之一。复杂产品虚拟样机建模和优化是用户需求和仿真支撑平台之间的关键环节,并且贯穿于设计、开发和测试的各个环节。主要讨论了对复杂产品虚拟样机设计分布式协同高层建模的四个方面:复杂产品虚拟样机开发过程中的建模规范;协同仿真平台中的高层建模技术;介绍了如何使用模型驱动体系结构(MDA)来快速开发复杂产品虚拟样机的概念原型, 如何实现基于Web Service的复杂产品虚拟样机的分布式协同建模。     

洗消车虚拟作战仿真训练系统的设计与实现

给出了洗消虚拟作战仿真训练系统的设计与实现思路,完成了洗消车单机训练分系统的开发,完成了组网协同虚拟作战仿真训练。介绍了系统的构成及激光三维定位系统、可视数据库建模、网络通信、特殊模块等几个关键技术。实践结果表明,该系统可代替实装完成技术、战术训练,在实际应用中产生了显著的军事、经济效益。     

柔性印刷机虚机实电仿真系统

提出了一种用于装备工业的真实电控装置和计算机模拟的虚拟机械进行联合调试的新思想——虚机实电．虚机实电系统不需要连接到真实的机械设备上，就可以调试其电控装置，能够发现其潜在的错误，因而能够缩短产品的调试时间，节约成本，极大地提高企业的竞争力。作为其一个应用实例，介绍了柔性印刷机虚机实电仿真系统。给出了其系统结构和组成，详细介绍了其五个功能模块。并对系统的实时性问题提出了解决方案．通过试验实现了其真实电控装置对虚拟印刷机的实时控制，验证了上述思想的正确性。     

机枪系统虚拟样机建模及仿真分析

以某大口径机枪系统为物理样机模型，对联合CAD建模软件Pro／E和动力学仿真软件ADAMS对其进行动力学仿真时的模型传递方法进行了研究，并以此在仿真环境中建立了机枪系统的虚拟样机模型。然后对机枪的自动机动力学和供输弹机构的运动进行了仿真分析，将仿真结果与试验数据进行了比较，并对工作弹簧进行了参数化设计。这证实了将虚拟样机技术引入自动武器研制领域的可行性，并为进一步的仿真工作奠定了基础。     

虚拟轴机床数控加工过程的计算机模拟

分析了最新研制的5-UPS-PRPU并联虚拟轴机床机构的特点,建立了虚拟轴机床的三维实体模型,并得到了并联机构的运动学逆解表达式;介绍了基于三维CAD软件SolidWorks2000,通过OLE接口技术开发虚拟轴机床数控加工过程计算机模拟系统的方法。实例表明,该方法简单、可靠;开发的仿真系统完全满足了实际的需求。     

正交式虚拟六轴机床刀架位姿的计算机模拟

基于立式6-DOF并联Stewan平台机构的特点，对正交式虚拟六轴机床刀架的位姿进行了计算机模拟和分析，给出刀架的三维工作空间的边界曲线和曲面，确定了满足虚拟轴间非干涉条件下的刀架灵活性，以便进行刀架路径和方位的规划。     

模具粗加工的自适应层切算法仿真研究

分析了基于层切法的零件模具数控粗加工方法,提出了以层面间台阶最大差值为自适应参量的自适应模具数控粗加工方法;对约束条件进行了详细说明,阐述了自适应层切方法的具体步骤及算法流程图。利用已开发的层切法仿真软件平台,进行了三维模型层切法实例仿真分析。分析结果表明,应用该方法可以进一步减少层切法粗加工残留材料体积,对提高层切法模具数控粗加工效率具有实际意义。     

基于虚拟现实的汽车驾驶模拟训练系统方案研究

汽车驾驶模拟训练系统是基于通用的计算机硬件平台，集汽车驾驶虚拟训练、驾驶考核、学员档案管理于一体的综合性多功能驾驶培训教学系统。本文提出了由操纵仿真系统、动力学仿真系统、视景仿真系统、单响仿真系统、运动仿真系统、操作仿真系统、操作评价系统、数据管理系统组成的汽车驾驶模拟训练系统总体结构，讨论了各个子系统的功能、技术原理和方案，以及整个汽车驾驶模拟系统的程序流程和训练科目，并讨论了驾驶虚拟训练的应用和效果。     

全虚拟无人车辆自主导航仿真系统的研究与实现

以履带式车辆为研究对象，建立了相应的车辆运动学模型和动力学模型，并采用虚拟现实技术，用一辆虚拟车辆在虚拟环境中的驾驶性能仿真了无人车辆在实际环境中的驾驶性能，使操作者能身临其境地观察到无人车辆的各种运动状态。该系统逼真、形象，可以方便地进行诸如路径规划和路径跟踪等各种高层智能操作的仿真，并可以对操作结果做出评价。     

虚拟机床可视化设计相关技术的研究与应用

介绍了虚拟机床系统设计制作中的主要及关键技术。给出了系统的软硬件平台,说明了虚拟机床三维场景的绘制方法,探讨了机床几何建模和对大数据量的场景进行优化的技术,并就三维鼠标在虚拟制造机床中的应用以及视点控制等关键技术、MFC中关键类的调用等进行了说明。