【摘 要】
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对于数控机床铣削加工,传统的仿真技术与真实加工过程没有信息交换,与真实加工过程存在割裂。数字孪生技术是智能制造的重要发展方向,其通过对物理对象的数据映射,从而在虚拟环境中反映真实加工过程,验证加工程序的合理性,从而减少真实加工过程中的异常。然而目前数字孪生体的部署访问存在硬件要求高、部署时间长、部署步骤复杂等问题,而将数字孪生体部署在Web平台上能够有效解决上述问题。因此,本文设计开发了一种面向铣
【基金项目】
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科技部科技助力经济2020经济重点专项项目“基于工业互联网的离散型制造数字孪生技术研发与应用”,项目编号:SQ2020YFF0405436；
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对于数控机床铣削加工,传统的仿真技术与真实加工过程没有信息交换,与真实加工过程存在割裂。数字孪生技术是智能制造的重要发展方向,其通过对物理对象的数据映射,从而在虚拟环境中反映真实加工过程,验证加工程序的合理性,从而减少真实加工过程中的异常。然而目前数字孪生体的部署访问存在硬件要求高、部署时间长、部署步骤复杂等问题,而将数字孪生体部署在Web平台上能够有效解决上述问题。因此,本文设计开发了一种面向铣削工艺的数字孪生Web平台,该平台能够针对铣削工艺快速构建数字孪生体并实现实时数据驱动的铣削工艺数字孪生体运行。本文的主要工作有以下几个方面:1.本文完成了平台的需求分析,分析了平台的设计与开发原则,设计了数字孪生平台的总体架构与各个功能模块。2.本文对平台开发涉及的关键技术进行了研究实现:针对数字孪生体模型与真实铣削工艺的数据映射问题,基于DTDL建模语言,研究设计了一种面向铣削工艺的数字孪生体信息模型;针对数字孪生体的实时性要求,基于Tri-dexel算法研究实现快速材料去除仿真算法;针对实际采集数据不能直接用于数字孪生模型的问题,研究实现了平台对实际铣削数据的处理与转换技术;针对平台的数据通信问题,设计了一种面向本平台的数据通信架构。3.本文实现了数字孪生Web平台开发:基于Axure实现了对平台用户界面的开发;利用一个基于Web GL的工业级模型渲染引擎实现了三维模型渲染、虚拟场景构建、几何变换、动画等平台关键功能的开发;基于Opecascade开发了材料去除展示模块;基于RESTful框架开发并实现了平台的数据通信模块。最后对开发的平台进行了测试与验证,结果表明开发的面向铣削工艺的数字孪生Web平台能够较快部署铣削工艺数字孪生体,且数字孪生体能稳定流畅运行,其实时性与保证度达到开发初期的预期。
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