1. 研究目的与意义（文献综述）

本次选择的毕业设计题目为三维工作台虚拟仿真系统开发。该选题的目的是通过unity平台建立一套较为完善的三维工作台虚拟仿真系统，该系统具有良好的交互功能，提供完善的仿真实验，使操作人员能够进行贴近现实的仿真实验。同时，该虚拟仿真系统具有良好的可扩展性，与后期的维护性。设计该三维工作台虚拟仿真系统的意义：通过该平台使操作人员能快速学习和掌握三维工作台的工作特性。解决三维工作台数量过少，维护成本较大等不便，实现节约场地，提高仪器的利用率。

虚拟实验及三维台的国内外现状：

仿真实验软件的国内外现状：本次三维平台虚拟仿真系统采用unity软件实现虚拟仿真系统。该虚拟仿真系统的本质是建立一套仿真实验系统。仿真实验即是在计算机上用仿真软件模拟现实的效果，事实上，很多仿真实验软件早就开发出来了，在很多大学、全国重点高中、初中也已经应用开来。仿真软件通过图形化界面联系理论条件与实验过程，同时运用一定的编程达到模拟现实的效果。仿真软件种类很多，例如比较著名的有虚labview。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：数控三维工作台的机械运动过程。将运动过程通过编程，在unity内实现仿真运动，建立一套数控程序输入，三维工作台执行加工程序的系统。并且将该虚拟仿真系统发布在网页端。在网页端呈现交互结果，虚拟仿真加工数据等内容。

目标：1.点击模型内的操作界面上的手动指令，实现xyz三轴运动。采用的方法是通过unity内的脚本控制，根据用户的点击事件来触发对应的xyz轴的运动。该功能是数控系统的手动模式。在该模式下也将完成数控三维台的手动对刀这一步骤。2.通过在操作面板中选择已经设定好的数控样例程，实现xyz三轴的数控加工过程。该模块在用户选择和使用数控样例程序方面，使用的是unity内的gui系统进行用户界面的展示，对应的样例程序的仿真加工可以考虑使用动画模块来制作。该数控样例程序可以帮助操作人员快速熟悉数控三维台的基本操作内容，并检查对刀是否正确。3.通过用户在虚拟仿真平台中输入g代码，虚拟仿真数控系统可以识别g代码并对数控三维台的xyz轴产生相对应的运动。实现该功能主要需要深入学习c#知识。该功能让数控三维台更接近现实中的操作模式，拓展了交互功能。4.在网页端将数控三维台运动轨迹图进行呈现。该功能是使用unity内编写脚本将数据信息传递到网页端。网页端根据数据，使用echart库生成数控三维台的运动轨迹图。

拟采用的技术方案及措施：使用pro/e对三维台进行仿真建模，完成三维台主要的外形设计要求。然后根据unity内的性能要求进行简化模型，包括去除不需要用户观察到的零件，复杂形面，螺纹孔等。在这一步完成以后将模型导入到3dsmax或cinema 4d等专业3d建模软件，将其格式转换为.fbx，然后将模型导入到unity内，通过对三维工作台的虚拟仿真效果的需求分析，运用面向对象的编程思想，建立一套三维台加工运动框架，完善脚本控制，再根据需求建立一套ui框架，用以在unity内绘制操作界面。同时深入c#的语言特性，开发出一套能进行初步识别g代码的程序。将该部分完成后，通过unity的webgl发布到网页端，根据unity和网页端的javascrit的交互，使用echart工具包对数控轨迹加工进行绘制，最后进行不断的调试与优化，完成数控三维台的虚拟仿真。

3. 研究计划与安排

2019年2月18日-2019年3月1日：

完成毕业设计开题报告与外文翻译

2019年3月2日-2019年3月30日

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王卫国，胡今鸿，刘鸿.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[j].《实验室研究与探索》，2015,34(5) 214-215.

[2] 浙江大学宁波理工学院.机械工程控制的虚拟仿真实验教学实践 [j].《实验技术与管理》，2014年07期 109-111.

[3] 周祥荣. 基于三维定位的工作台机械结构设计分析[j].《科技尚品》 2017年03期 120-122