基于VRML模型的协同装配系统研究

论文摘要

目前的协同设计系统大部分都要求设计者在同一个系统上进行每一个零件的详细设计并进行装配,而且采用C/S结构。这个系统的明显缺点是庞大复杂,维护量大,对网络硬件和传输条件要求高,效率低下。为解决上述问题,本文提出了基于B/S架构的协同装配系统。本协同装配系统基于VRML（即虚拟现实建模语言）模型,系统所需要的零件由分布在不同地域的设计专家采用自己熟悉的CAD系统进行设计,设计好的CAD模型再导入本文提出的系统中进行装配。首先本文设计了同步移动搜索算法。由于不同的CAD造型导入到VRML系统后会丢失参数信息,比如旋转模型会丢失轴线信息,为恢复旋转模型的轴线信息提出了该算法。该算法适合任何不规则的旋转模型。在该算法的基础上,又提出了VRML模型的装配算法。该算法分三个部分,分别是对零件之间的三种不同装配关系包括面相对、面一致和轴线一致进行了分析。这些算法从根本上解决了以VRML模型为基础进行协同装配研究的关键问题,并且执行速度快、效率高。其次设计了基于VRML模型的协同装配系统模型,该系统采用B/S架构,引入传统MVC网络设计结构思路。既结合了VRML的交互功能和事件体系优点和MVC结构在网络中的优势又深入研究了目前带有VRML插件浏览器在实现本系统中的不足。并在之基础上进行VRML扩充和优化,使之能够满足协同装配要求。最后在前面算法和系统模型的研究基础上实现了CAS-VRML系统,即基于VRML的协同装配系统。该系统实现了协同装配的基本功能,能够对简单的模型实现协同装配操作。并且对本文提出的同步移动搜索算法和协同装配算法进行了分析验证,分析了迭代步长对迭代次数和迭代误差的影响,并对VRML文件在网络中的传输效率进行了分析。该系统的提出是对传统协同设计系统的重大改进,简化了系统复杂性,使工作效率得到提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 基于网络协同装配系统设计研究的背景
• 1.1.1 国内外对协同装配的研究及应用
• 1.2 研究意义
• 1.3 本论文工作及主要结构
• 第2章 虚拟现实建模语言的分析
• 2.1 VRML 特点
• 2.2 VRML 的语言结构
• 2.3 VRML 的场景层次结构
• 2.4 VRML 的交互功能
• 2.5 VRML 的事件体系
• 2.6 VRML 的脚本（SCRIPT）节点
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于网络的协同装配基础
• 3.1 引言
• 3.2 面向自顶向下协同装配设计的任务规划
• 3.2.1 任务规划原则
• 3.2.2 任务分组
• 3.3 基于B/S 结构的协同装配
• 3.3.1 协同装配的应用模式
• 3.3.2 协同装配的体系结构
• 3.4 本章小结
• 第4章 VRML 环境下的协同装配算法研究
• 4.1 协同装配的重要性和选择VRML 的优点
• 4.1.1 协同装配的重要性
• 4.1.2 选择VRML 的动机
• 4.2 存在的问题
• 4.3 基础概念
• 4.4 对旋转VRML 模型的一个预处理算法
• 4.5 装配过程
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于VRML 网络环境协同装配设计
• 5.1 协同装配系统架构设计
• 5.1.1 Jsp 和Servlet
• 5.1.2 功能和协作
• 5.1.3 流程控制
• 5.1.4 场景的检索
• 5.1.5 事件之间的交流
• 5.1.7 数据服务器
• 5.2 本章小结
• 第6章 基于VRML 模型协同装配算法验证及总结
• 6.1 引言
• 6.2 协同装配实现
• 6.3 效果演示
• 6.4 协同装配效率分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢