SINUMERIK 802D數(shù)控車削加工系統(tǒng)的研制.pdf

1、虛擬數(shù)控加工是真實加工過程在虛擬環(huán)境下的映射。其目標是建立一個真實的可視化加工環(huán)境,用以仿真和評價各加工過程對加工結(jié)果的影響。目前數(shù)控機床已經(jīng)在制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,為了避免因機床走刀錯誤而造成數(shù)控設(shè)備損壞的危險,提高數(shù)控加工效率,縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,降低開發(fā)成本,減少廢品率,需要對數(shù)控加工過程進行仿真,以虛擬加工的形式在計算機上完成對數(shù)控程序的檢驗；同時采用虛擬加工技術(shù)在對數(shù)控機床用戶進行培訓及數(shù)控類課程的教學中也能大大提高教學效果。

2、本文以研制高品質(zhì)虛擬加工系統(tǒng)為目標,對數(shù)控車削加工的三維仿真關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究,針對Siemens數(shù)控系統(tǒng)機床在Windows2000/XP平臺上運用Visual C++6.0和OpenGL圖形技術(shù)獨立開發(fā)出了虛擬數(shù)控車削加工系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴對三維幾何造型理論進行深入研究,總結(jié)出當前解決幾何造型問題的主要方法,并提出了混合模式的建模方案。將虛擬加工三維場景中的幾何模型進一步劃分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型,并針對靜

3、態(tài)模型開發(fā)了實體讀入接口,實現(xiàn)了系統(tǒng)平臺的快速三維靜態(tài)幾何造型功能。
　　 ⑵對虛擬加工場景建模技術(shù)進行研究,使用OpenGL顯示列表技術(shù)構(gòu)建了虛擬組件庫,并使用虛擬裝配技術(shù)以蘇州大學工程訓練中心的CYNC-400數(shù)控機床為原型建造了虛擬加工三維場景。對數(shù)控插補技術(shù)和動畫控制技術(shù)進行研究,構(gòu)建了虛擬機床的運動控制模型,實現(xiàn)了加工過程的三維動畫仿真。采用空間單元表示法構(gòu)造了虛擬工件的動態(tài)幾何模型。
　　 ⑶分析數(shù)控語言結(jié)構(gòu)

4、,借鑒一般計算機高級語言編譯技術(shù),對數(shù)控程序進行詞法分析、語法分析、語義分析,系統(tǒng)地完成對數(shù)控程序各種錯誤的檢驗。
　　 ⑷對碰撞和干涉檢驗技術(shù)進行研究,實現(xiàn)了系統(tǒng)對碰撞和干涉的圖形檢驗和報告生成。用戶不僅可以從計算機顯示器上直觀地看到碰撞和干涉的情況,還可以從報告中進一步了解碰撞和干涉的性質(zhì)以及發(fā)生碰撞和干涉情況時的刀位點坐標,為進一步完善數(shù)控程序提供了依據(jù)。
　　 ⑸開發(fā)的虛擬控制面板完全仿真實際機床的界面,含有CR

5、T顯示器和MDI鍵盤操作面板,通過對面板上按鈕的控制可以實現(xiàn)相應(yīng)的操作功能,例如通過按鈕控制可以顯示機床的各種參數(shù)、編輯或改動儲存在控制器內(nèi)的程序,也可以通過按鈕點擊啟動主軸順時針或逆時針轉(zhuǎn)動和調(diào)整轉(zhuǎn)速等。
　　 ⑹開發(fā)了幫助模塊,對該系統(tǒng)現(xiàn)有功能和使用方法做出說明。
　　 以上研究成果已經(jīng)全部集成到本人獨立開發(fā)的SINUMERIK802D數(shù)控車削加工系統(tǒng)之中。經(jīng)過實例分析,其逼真的仿真效果、良好的用戶接口和虛擬控制面板