虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、虛擬數(shù)控加工是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形顯示技術(shù)對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行模擬的技術(shù)。隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)使用數(shù)控機(jī)床的人員越來(lái)越多，數(shù)控機(jī)床的培訓(xùn)與虛擬試制工作也越來(lái)越重要。研制開(kāi)發(fā)虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)，非常適合我國(guó)國(guó)情，具有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　 本文按照從理論到應(yīng)用，從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的順序，闡述了虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)，針對(duì)虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并對(duì)虛擬數(shù)控加工場(chǎng)景漫游、刀具軌跡仿

2、真、虛擬數(shù)控車(chē)削過(guò)程、切削力學(xué)仿真等模塊進(jìn)行了深入的研究。系統(tǒng)利用跨平臺(tái)的開(kāi)源圖形引擎OpenSceneGraph(OSG)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，圖形生成迅速、對(duì)硬件的要求低、便于移植；設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)充分考慮模塊的獨(dú)立性，并留有擴(kuò)展接口，使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、靈活性好；系統(tǒng)根據(jù)對(duì)數(shù)控程序的識(shí)別信息作相應(yīng)的直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)仿真，形成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡曲線，運(yùn)用OSG模擬三維切削過(guò)程，既可以幫助數(shù)控機(jī)床學(xué)習(xí)人員學(xué)習(xí)數(shù)控程序，也能幫助設(shè)計(jì)人員通過(guò)虛擬試制檢查其

3、數(shù)控程序的合理性，可節(jié)省機(jī)床資源和試制成本。針對(duì)現(xiàn)有虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)中物理仿真較少、且鮮有與幾何仿真相結(jié)合的問(wèn)題，本系統(tǒng)對(duì)物理仿真中的切削力學(xué)模擬進(jìn)行了深入研究，在虛擬數(shù)控加工過(guò)程中能同步輸出其切削力、切削功率的仿真曲線圖，為選擇刀具、設(shè)計(jì)夾具、制定工藝及確定合理的金屬切削用量，優(yōu)化刀具的幾何參數(shù)等提供重要的參考數(shù)據(jù)。本研究成果在所開(kāi)發(fā)的虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)中獲得了成功的運(yùn)用。系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、交互方便，能給人以身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控加工感覺(jué)，且具