虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)的切削仿真及加工結(jié)果評(píng)價(jià)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的種類越來(lái)越多，更新?lián)Q代的頻率也越來(lái)越快。但數(shù)控機(jī)床的價(jià)格卻仍然比較昂貴，一個(gè)學(xué)校受到資金或場(chǎng)地的限制無(wú)法擁有較新型號(hào)的機(jī)床，也無(wú)法擁有較多數(shù)量的機(jī)床，這使得數(shù)控機(jī)床方面的教學(xué)和培訓(xùn)受到了很大的限制。針對(duì)這一問(wèn)題，論文利用數(shù)控加工仿真技術(shù)，研究了虛擬數(shù)控系統(tǒng)中工件模型的描述方法、實(shí)時(shí)繪制算法和存儲(chǔ)格式，研究了加工過(guò)程中的切削算法，研究了加工后的結(jié)果評(píng)價(jià)方法，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了一套虛擬數(shù)控加工原型系統(tǒng)。論文的具

2、體研究工作如下:
　　 (1)研究了工件模型的描述方法、實(shí)時(shí)繪制算法和存儲(chǔ)格式。綜合考慮到工件模型的參數(shù)化尺寸要求及其在加工工藝中的切削需求，本文采用了頂點(diǎn)網(wǎng)格模型對(duì)工件模型進(jìn)行描述。在模型繪制方面，本文在普通繪制方法的基礎(chǔ)上，提出了基于三角面片頂點(diǎn)網(wǎng)格的自加速繪制算法。它通過(guò)增加單次三角面片的繪制面積，減少整個(gè)模型的面片繪制次數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)模型的加速繪制。最后，對(duì)工件模型存儲(chǔ)所采用的XML文件格式進(jìn)行了描述。
　　 (2

3、)研究了加工過(guò)程中的切削算法。首先，對(duì)機(jī)床三維模型的幾何建模原則和流程進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)模型結(jié)構(gòu)和總體裝配進(jìn)行了描述，并給出了系統(tǒng)中對(duì)骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和調(diào)用的方法。然后，對(duì)刀具三維模型的幾何建模要求、參數(shù)信息及切削區(qū)域包圍盒的建立分別進(jìn)行了描述。最后，探討了機(jī)床內(nèi)部空間坐標(biāo)系及各個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，對(duì)基于包圍盒及空間分割的切削算法進(jìn)行了詳細(xì)地描述。
　　 (3)研究了加工后的結(jié)果評(píng)價(jià)方法。為了促進(jìn)學(xué)習(xí)者的自我檢查和學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)者

4、在加工練習(xí)后能夠?qū)⑺庸さ墓ぜY(jié)果與指導(dǎo)者所給予的標(biāo)準(zhǔn)加工工件結(jié)果進(jìn)行比較，本文提出了基于特征提取的結(jié)果評(píng)價(jià)方法。以工件模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，首先建立模型的層次結(jié)構(gòu)圖，然后獲取每一結(jié)構(gòu)的重要特征信息，最后通過(guò)模型層次結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行特征匹配計(jì)算，實(shí)現(xiàn)加工結(jié)果的相同性評(píng)價(jià)判斷。針對(duì)銑床、車床兩種特征不同的工件模型，分別給出了權(quán)值不同的經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。
　　 (4)最后通過(guò)Visual Studio2010和XNA Game Stu