【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】基于智能代理的分布式數(shù)字控制仿真系統(tǒng)
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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯
系 部: 機械工程系
專 業(yè): 機械工程及自動化
姓 名: 徐長慶
學 號: 05010141
(用外文寫)
外文出處: Proceedings of the Fourth International Conference on Machine Learning and Cybernetics, Guangzhou, 18-21 August 2005
附 件: 1.外文資料翻譯譯文;2.外文原文。
指導(dǎo)教師評語:
簽名:
年 月 日
附件1:外文資料翻譯譯文
基于智能代理的分布式數(shù)字控制仿真系統(tǒng)
摘要 數(shù)控仿真是虛擬制造中的一個重要組成部分,可以測試,調(diào)試和優(yōu)化數(shù)控程序。然而,基于Web的分布式數(shù)控加工系統(tǒng)的發(fā)展正面臨支持實時網(wǎng)絡(luò)渲染和遠程仿真切削過程智能控制的困難。首先,本文討論了多代理框架,以EAI為橋梁,采用虛擬現(xiàn)實建模語句來對刀具和工件建模,用Java控制銑削仿真過程。其次,對實現(xiàn)3關(guān)鍵因素的新的編程方法,即時間插值代理, NC代碼循環(huán)監(jiān)測代理,動態(tài)仿真清除代理,進行了詳細的描述。
關(guān)鍵詞 多代理系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)制造 虛擬制造 分布式仿真
1 導(dǎo)言
虛擬制造系統(tǒng)(VM)是一個以計算機為基礎(chǔ)的綜合性模式,代表了物理和邏輯架構(gòu)行為的一個真正的制造系統(tǒng)。在將此應(yīng)用于生產(chǎn)線上之前進行估算和優(yōu)化設(shè)計,是VM的最主要的的目標。虛擬數(shù)控加工是VM的一個重要的組成部分,它可以測試,調(diào)試和優(yōu)化數(shù)控程序。數(shù)控校驗一直是數(shù)控加工的一個主要的一部分。傳統(tǒng)的數(shù)控校驗方法是使用真正的廉價材料、真實的機床來進行驗證,顯然的缺點是花錢,花時間考慮和低效率。
網(wǎng)絡(luò)制造是一個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,這是一個好的辦法來降低企業(yè)集團的成本。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基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)?;趙eb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,而無需提高成本的數(shù)控驗證方法。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個困難。首先是應(yīng)支持網(wǎng)絡(luò)實時渲染和遠程控制的智能框架。第二個是模擬切割過程,涉及工件動態(tài)建模。以銑削仿真作為個案研究,這項研究采用多代理技術(shù)實現(xiàn),通過借助虛擬現(xiàn)實建模語言( VRML的)和JAVE外部創(chuàng)作接口(EAI) 以克服上述困難。
2 用于遠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)。至于細節(jié)渲染,則是自動處理,開發(fā)人員利用Java的線程,使用這個Java 3D可以有效地建立精確的虛擬網(wǎng)絡(luò)。雖然Java 3D是能自動優(yōu)化改進他們的渲染性能,但是,很難找到一個函數(shù),能夠動態(tài)對工件進行建模,要求該工件能夠進行實時修改。基本的API動態(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)實操作語言,能夠通過互聯(lián)網(wǎng)和超文本鏈接與萬維網(wǎng)來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)虛擬世界,是一個更好的辦法來創(chuàng)建工件模型以支持遠程3D仿真。互動和網(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)。它的開發(fā)VRML的設(shè)計者的意圖在于使VRML成為交互仿真的萬維網(wǎng)的標準語言。易于使用是VRML的優(yōu)點。 VRML用與用來建立標準的網(wǎng)頁的HTML一樣的方式來建立三維世界萬維網(wǎng)。對于工件建模,關(guān)鍵的優(yōu)勢在于它包含了一些不同的動力學形狀節(jié)點,來描述一個物體如何呈現(xiàn),這些將在后面給予描述。上述2個優(yōu)點決定采取VRML來作為遠程三維工件建模的工具。
VRML的一個主要的缺點是,如果只用VRML來建造虛擬場景,它的互動能力較弱。只有導(dǎo)航,移動物體和變化的觀點是一致的。動態(tài)控制VRML的剖面模型來實現(xiàn)智能仿真很難。EAI是解決困難的一個很好的方法。EAI可以讓您控制VRML的瀏覽器窗口的內(nèi)容,該窗口嵌入到一個與Java applet同一頁的網(wǎng)頁。為此,它使用一個瀏覽器插件接口,該接口允許嵌入到網(wǎng)頁的對象可以互相溝通。因此,建立了一個技術(shù)框架,該架構(gòu)由是又基于VRML的刀具和工件模型,基于JAVA的智能銑削過車仿真過程控制和以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 。有些插件可以用來運行VRML,如用于Macintosh的Cosmo Player 2.1或更高版本。這項研究采用Netscape Communicator的4.04 和 Cosmo Software的Cosmo Player2.1來運行系統(tǒng)。這些文件的框架都如圖1 所示。 VRML文件所包含的sta_model.wrl用來建立靜態(tài)的模型,如刀具模型。dyn_model.wrl用來建立動態(tài)模型,如工件的模型。用戶通過EAI和導(dǎo)航器和cosmo player的applet來訪問和操縱虛擬場景。 VirtualNC.html是虛擬場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)的運行就像是機床工具本身那樣,顯示出機械運動和材料去除是至關(guān)重要的。目前,許多三維建模包是可以達到的,如OpenGL以及的Direct3D軟件包 。然而,當使用當前的三維造型包創(chuàng)建的模型沉浸在一個虛擬的環(huán)境,其輪廓函數(shù)就無法實時修改。這項研究采用了VRML中附有金屬光效果的ElevationGrid節(jié)點,以實施動態(tài)工件大小的變換。
xDimension , zDimension ,和高度領(lǐng)域是處理支持節(jié)點的VRML ElevationGrid關(guān)鍵領(lǐng)域的動態(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)行實時工件材料去除過程的根本原則。當發(fā)現(xiàn)輸入NC代碼重疊,建立于dyn_model.wrl中動態(tài)模型垂直高度上的頂點,以及建立在sta_model.wrl中模型的刀具圓圈內(nèi)點,將設(shè)置與刀具相同的高度。實現(xiàn)銑削仿真包含三個主要代理模塊代理,舉例如下:
(1)時間插補代理
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)上共享一個虛擬數(shù)據(jù)銑削機床。這個系統(tǒng)檢測所有數(shù)控程序的錯誤,可以立即在線糾正。由于這一系統(tǒng)在標準的Windows平臺上運行,對用戶沒有外部的附加要求,因此它很容易使用。
致謝
本文是湖北省青年精英自然科學基金組織( No.2005ABB023 )所提供 ,武漢市曙光計劃( No.20055003059 )
附件2:外文原文(復(fù)印件)
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