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虚拟现实是人们借助于计算机技术、传感器技术、仿真技术等仿造和创造的人工媒体空间,随着社会和科学的飞速发展,虚拟现实技术得到了越来越广泛的应用,已经在航空航天、电子商务、教育、建筑、医疗等领域中取得了良好的应用成果。 数控技术是机械类专业的一门专业基础课,数控技术的不断发展促使数控机床不断更新换代,各种新技术新结构数控机床不断问世,导致无法在教学过程中使学生及时了解最新型的数控机床,采用虚拟现实技术恰好可以很好地解决这个问题,利用其沉浸性、交互性、构想性特点,在计算机上虚拟出各种新型数控机床,能够使学生了解数控机床的结构和运动等,达到教学目的。 Java 3D作为一种实现虚拟现实的软件技术,是Java语言在三维领域的扩展,其建模速度快、网络传输效率高、可扩展性好等优点使它成为将虚拟现实应用到数控机床教学的一个极好选择。本文对Java 3D技术在数控机床运动教学演示中的应用进行了较深入的研究。主要工作如下: (1) 简要介绍了Java 3D技术,并与其它虚拟现实三维开发技术进行了比较,提出了数控机床运动教学演示的总体框架,对开发过程和程序架构进行了分析。 (2) 根据实际开发经验总结了基于Pro/E的数控机床部件的五个建模原则——整体建模原则、相同参考基准原则、对称建模原则、着色原则、限定文件大小原则,提高了Java 3D中导入模型的建模效率。 (3) 详细分析了数控机床运动教学演示开发过程中背景设计、VRML导入模型设计、动画设计、交互设计的方法,重点说明了动画设计中的难点和技巧。 (4) 完成了八个复杂多轴联动数控机床运动的教学演示,阐述了其网络发布方法,达到了课题研究的目的,并准备将课题成果应用于实际数控机床相关教学中。