【機(jī)械類畢業(yè)論文中英文對(duì)照文獻(xiàn)翻譯】基于智能代理的分布式數(shù)字控制仿真系統(tǒng)

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虛擬制造系統(tǒng)（VM）是一個(gè)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的綜合性模式，代表了物理和邏輯架構(gòu)行為的一個(gè)真正的制造系統(tǒng)。在將此應(yīng)用于生產(chǎn)線上之前進(jìn)行估算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，是VM的最主要的的目標(biāo)。虛擬數(shù)控加工是VM的一個(gè)重要的組成部分，它可以測(cè)試，調(diào)試和優(yōu)化數(shù)控程序。數(shù)控校驗(yàn)一直是數(shù)控加工的一個(gè)主要的一部分。傳統(tǒng)的數(shù)控校驗(yàn)方法是使用真正的廉價(jià)材料、真實(shí)的機(jī)床來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，顯然的缺點(diǎn)是花錢，花時(shí)間考慮和低效率。 網(wǎng)絡(luò)制造是一個(gè)最近幾年提出的新概念，它能夠集成了內(nèi)部和外部資源。網(wǎng)絡(luò)制造的核心是資源共享，這是一個(gè)好的辦法來(lái)降低企業(yè)集團(tuán)的成本。智能仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展使我們能夠建立一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)。基于web的虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)可以分布在網(wǎng)絡(luò)中，使很多用戶受益，而無(wú)需提高成本的數(shù)控驗(yàn)證方法。但是，發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)正面臨著2個(gè)困難。首先是應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)渲染和遠(yuǎn)程控制的智能框架。第二個(gè)是模擬切割過(guò)程，涉及工件動(dòng)態(tài)建模。以銑削仿真作為個(gè)案研究，這項(xiàng)研究采用多代理技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)借助虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（ VRML的）和JAVE外部創(chuàng)作接口（EAI） 以克服上述困難。 2 用于遠(yuǎn)程仿真的智能代理框架 基于網(wǎng)絡(luò)的三維仿真的智能代理框架是由技術(shù)框架和文件框架所組成。 分布式數(shù)控銑床仿真過(guò)程采用基于WEB的3D圖形技術(shù)。目前典型的支持WEB的3D翻譯包只有Java 3D和VRML。3D API是一個(gè)作為接口復(fù)雜的三維圖像和聲音渲染系統(tǒng)，它與Java是同一個(gè)層次的。Java 3D提供了高層次構(gòu)建創(chuàng)建和操縱三維幾何結(jié)構(gòu)，并建立該幾何使用的結(jié)構(gòu)。至于細(xì)節(jié)渲染，則是自動(dòng)處理，開(kāi)發(fā)人員利用Java的線程，使用這個(gè)Java 3D可以有效地建立精確的虛擬網(wǎng)絡(luò)。雖然Java 3D是能自動(dòng)優(yōu)化改進(jìn)他們的渲染性能，但是，很難找到一個(gè)函數(shù)，能夠動(dòng)態(tài)對(duì)工件進(jìn)行建模，要求該工件能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。基本的API動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建應(yīng)該滿足復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和不確定的數(shù)據(jù)量。 和Java 3D相比 ，VRML虛擬現(xiàn)實(shí)操作語(yǔ)言，能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和超文本鏈接與萬(wàn)維網(wǎng)來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)虛擬世界，是一個(gè)更好的辦法來(lái)創(chuàng)建工件模型以支持遠(yuǎn)程3D仿真?；?dòng)和網(wǎng)絡(luò)交互可以使用VRML定義，而不必依賴于頭盔式設(shè)備（HMD）。它的開(kāi)發(fā)VRML的設(shè)計(jì)者的意圖在于使VRML成為交互仿真的萬(wàn)維網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。易于使用是VRML的優(yōu)點(diǎn)。 VRML用與用來(lái)建立標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁(yè)的HTML一樣的方式來(lái)建立三維世界萬(wàn)維網(wǎng)。對(duì)于工件建模，關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)在于它包含了一些不同的動(dòng)力學(xué)形狀節(jié)點(diǎn)，來(lái)描述一個(gè)物體如何呈現(xiàn)，這些將在后面給予描述。上述2個(gè)優(yōu)點(diǎn)決定采取VRML來(lái)作為遠(yuǎn)程三維工件建模的工具。 VRML的一個(gè)主要的缺點(diǎn)是，如果只用VRML來(lái)建造虛擬場(chǎng)景，它的互動(dòng)能力較弱。只有導(dǎo)航，移動(dòng)物體和變化的觀點(diǎn)是一致的。動(dòng)態(tài)控制VRML的剖面模型來(lái)實(shí)現(xiàn)智能仿真很難。EAI是解決困難的一個(gè)很好的方法。EAI可以讓您控制VRML的瀏覽器窗口的內(nèi)容，該窗口嵌入到一個(gè)與Java applet同一頁(yè)的網(wǎng)頁(yè)。為此，它使用一個(gè)瀏覽器插件接口，該接口允許嵌入到網(wǎng)頁(yè)的對(duì)象可以互相溝通。因此，建立了一個(gè)技術(shù)框架，該架構(gòu)由是又基于VRML的刀具和工件模型，基于JAVA的智能銑削過(guò)車仿真過(guò)程控制和以EAI作為代理的生成者組成。其智能代理框架圖如圖1所示 圖1 智能代理框架 目前有一些瀏覽器支持EAI ，如Netscape Communicator的4.04用于Macintosh ， Netscape Communicator的4.04為Win32的，還有Netscape Navigator 3.01S適用于IRIX 。有些插件可以用來(lái)運(yùn)行VRML，如用于Macintosh的Cosmo Player 2.1或更高版本。這項(xiàng)研究采用Netscape Communicator的4.04 和 Cosmo Software的Cosmo Player2.1來(lái)運(yùn)行系統(tǒng)。這些文件的框架都如圖1 所示。 VRML文件所包含的sta_model.wrl用來(lái)建立靜態(tài)的模型，如刀具模型。dyn_model.wrl用來(lái)建立動(dòng)態(tài)模型，如工件的模型。用戶通過(guò)EAI和導(dǎo)航器和cosmo player的applet來(lái)訪問(wèn)和操縱虛擬場(chǎng)景。 VirtualNC.html是虛擬場(chǎng)景和用戶之間的接口。 3 切削仿真的智能代理 為了使數(shù)控銑床系統(tǒng)的運(yùn)行就像是機(jī)床工具本身那樣，顯示出機(jī)械運(yùn)動(dòng)和材料去除是至關(guān)重要的。目前，許多三維建模包是可以達(dá)到的，如OpenGL以及的Direct3D軟件包 。然而，當(dāng)使用當(dāng)前的三維造型包創(chuàng)建的模型沉浸在一個(gè)虛擬的環(huán)境，其輪廓函數(shù)就無(wú)法實(shí)時(shí)修改。這項(xiàng)研究采用了VRML中附有金屬光效果的ElevationGrid節(jié)點(diǎn)，以實(shí)施動(dòng)態(tài)工件大小的變換。 xDimension ， zDimension ，和高度領(lǐng)域是處理支持節(jié)點(diǎn)的VRML ElevationGrid關(guān)鍵領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)模型。該xDimension和zDimension領(lǐng)域表明，一些網(wǎng)格高度陣列在X和Z方向上的原理。重復(fù)檢查是執(zhí)行實(shí)時(shí)工件材料去除過(guò)程的根本原則。當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸入NC代碼重疊，建立于dyn_model.wrl中動(dòng)態(tài)模型垂直高度上的頂點(diǎn)，以及建立在sta_model.wrl中模型的刀具圓圈內(nèi)點(diǎn)，將設(shè)置與刀具相同的高度。實(shí)現(xiàn)銑削仿真包含三個(gè)主要代理模塊代理，舉例如下： （1）時(shí)間插補(bǔ)代理 DEF TS_XZ TimeSensor{ cycleInterval 32 loop FALSE } ROUTE CLOCK.cycleTime TO SCRIPT.cycleTime ROUTE Trsf_Y.translation_changed TO SCRIPT.Ytranslation ROUTE Trsf_XZ.translation_changedTO SCRIPT.XZtranslation ROUTE SCRIPT.height TO EGRID.set_height （2） NC代碼循環(huán)監(jiān)測(cè)代理 public void ValueChanged extends Applet implements ActionListener, EventOutObserver { TheTextField.setText(String.valueOf(TheScrollbar.getValue())); Output.append("Set Scale Value:" + " x=" + ScaleValue[0] + " y=" + ScaleValue[1]+ " z=" + ScaleValue[2] + "\n"); Output.append("Set Trans Value:" + " x=" + XZTransValue[0] + " y=" + YTransValue[1]+ " z=" + XZTransValue[2] + "\n"); set_XZtranslation.setValue(XZTransValue); set_Ytranslation.setValue(YTransValue); GcodeInput=new TextArea(init_input, val); add(GcodeInput); } （3）動(dòng)態(tài)仿真清除代理 set_height_changing( ) {if( (((var_float+XZPosition[0])-(x*Long))*(( var_float+XZPosition[1])-(x*Long))+((var_float+XZPosition[1])-(z*z_Long))*((var_float+XZPosition[1])-(z*Long)))<=(R*R_cut) ) height.setValue( heightFields ); } 4 結(jié)論 一種結(jié)合了最新圖像技術(shù)、智能代理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布式智能銑削系統(tǒng)已被成功開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)可以使用戶去看、去操作，并且能夠在網(wǎng)絡(luò)上共享一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)銑削機(jī)床。這個(gè)系統(tǒng)檢測(cè)所有數(shù)控程序的錯(cuò)誤，可以立即在線糾正。由于這一系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)的Windows平臺(tái)上運(yùn)行，對(duì)用戶沒(méi)有外部的附加要求，因此它很容易使用。 致謝 本文是湖北省青年精英自然科學(xué)基金組織（ No.2005ABB023 ）所提供 ，武漢市曙光計(jì)劃（ No.20055003059 ） 附件2：外文原文（復(fù)印件）