通用五軸數控加工仿真系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、數控加工技術的出現大幅度提高了產品的生成效率，同時使得復雜零件與高精度零件的加工成為了可能。數控加工的準確性直接影響了產品的質量，對數控加工代碼的檢驗成為保證數控加工準確性以及產品加工質量的重要手段。數控加工仿真不僅能夠檢驗數控代碼的準確性，同時能夠檢驗刀具與機床、夾具是否發(fā)生干涉，加工后的仿真模型還能夠檢驗加工精度，為此作為數控加工代碼檢驗的主要手段。
　　由于數控加工仿真技術的重要性，國內外學者對此作了大量的研究，提出了很多加

2、工仿真算法同時也開發(fā)了很多數控加工仿真系統(tǒng)。但仍存在幾何模型通用化、仿真精度與速度的保障等問題，為此本文對數控加工仿真技術進行了深入研究，在此基礎上開發(fā)一套通用五軸數控加工仿真系統(tǒng)。
　　針對大多數控加工仿真軟件無法實現仿真幾何模型通用化建模，本文采用實例模型庫的方式實現不同結構機床、刀具的加工仿真，實例模型庫主要用于對所建立的各類型結構機床、刀具進行統(tǒng)一的存儲與管理，便于實時調用。提出了三維實體模型、拓撲結構鏈以及屬性參數三者相

3、結合的方式表達機床實例，實現對各類型機床的實例建模。針對刀具與毛坯實例，提出了直接建模與外部載入兩種建模方式，直接建模即參數化建立通用刀具模型與常規(guī)毛坯模型，外部載入則通過載入CAD模型進行建模，兩種建模方式相結合，實現了刀具與毛坯的建模多樣化保證了系統(tǒng)的通用性。
　　數控加工仿真算法是實現數控加工仿真的關鍵技術，本文采用在目前已有的加工仿真算法基礎上提出了以空間分割技術與圖形圖像渲染技術相結合的方式實現對仿真模型的可視化顯示。利

4、用構造實體幾何法(CSG)表達工件模型，將工件模型看作由毛坯與刀具掃描體組成的CSG結構模型。針對刀具掃描體，綜合比較各種刀具掃描體創(chuàng)建方法的特點，采用基于包絡理論的方法創(chuàng)建刀具掃描體。另外采用改進的SCS算法實現工件模型的動態(tài)渲染與顯示，利用圖形渲染技術，在渲染過程中通過深度測試與模板測試判定工件模型的可見與不可見部分，然后對可見部分進行渲染，最終實現仿真模型的可視化顯示。同時綜合運用了空間區(qū)域分割、刀具掃描體合并、模型遮擋查詢等方法