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(shí)加工過程在虛擬環(huán)境下的映射。其目標(biāo)是建立一個(gè)真實(shí)的可視化加工環(huán)境,用以仿真和評(píng)價(jià)各加工過程對(duì)加工結(jié)果的影響。目前數(shù)控機(jī)床已經(jīng)在制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,為了避免因機(jī)床走刀錯(cuò)誤而造成數(shù)控設(shè)備損壞的危險(xiǎn),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?gòu)U品率,需要對(duì)數(shù)控加工過程進(jìn)行仿真,以虛擬加工的形式在計(jì)算機(jī)上完成對(duì)數(shù)控程序的檢驗(yàn)；同時(shí)采用虛擬加工技術(shù)在對(duì)數(shù)控機(jī)床用戶進(jìn)行培訓(xùn)及數(shù)控類課程的教學(xué)中也能大大提高教學(xué)效果。

2、本文以研制高品質(zhì)虛擬加工系統(tǒng)為目標(biāo),對(duì)數(shù)控車削加工的三維仿真關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,針對(duì)Siemens數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床在Windows2000/XP平臺(tái)上運(yùn)用Visual C++6.0和OpenGL圖形技術(shù)獨(dú)立開發(fā)出了虛擬數(shù)控車削加工系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴對(duì)三維幾何造型理論進(jìn)行深入研究,總結(jié)出當(dāng)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(chǎng)景中的幾何模型進(jìn)一步劃分為靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型,并針對(duì)靜

3、態(tài)模型開發(fā)了實(shí)體讀入接口,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)平臺(tái)的快速三維靜態(tài)幾何造型功能。
　　 ⑵對(duì)虛擬加工場(chǎng)景建模技術(shù)進(jìn)行研究,使用OpenGL顯示列表技術(shù)構(gòu)建了虛擬組件庫(kù),并使用虛擬裝配技術(shù)以蘇州大學(xué)工程訓(xùn)練中心的CYNC-400數(shù)控機(jī)床為原型建造了虛擬加工三維場(chǎng)景。對(duì)數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)和動(dòng)畫控制技術(shù)進(jìn)行研究,構(gòu)建了虛擬機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制模型,實(shí)現(xiàn)了加工過程的三維動(dòng)畫仿真。采用空間單元表示法構(gòu)造了虛擬工件的動(dòng)態(tài)幾何模型。
　　 ⑶分析數(shù)控語(yǔ)言結(jié)構(gòu)

4、,借鑒一般計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編譯技術(shù),對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行詞法分析、語(yǔ)法分析、語(yǔ)義分析,系統(tǒng)地完成對(duì)數(shù)控程序各種錯(cuò)誤的檢驗(yàn)。
　　 ⑷對(duì)碰撞和干涉檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)碰撞和干涉的圖形檢驗(yàn)和報(bào)告生成。用戶不僅可以從計(jì)算機(jī)顯示器上直觀地看到碰撞和干涉的情況,還可以從報(bào)告中進(jìn)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(shí)的刀位點(diǎn)坐標(biāo),為進(jìn)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(shí)際機(jī)床的界面,含有CR

5、T顯示器和MDI鍵盤操作面板,通過對(duì)面板上按鈕的控制可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作功能,例如通過按鈕控制可以顯示機(jī)床的各種參數(shù)、編輯或改動(dòng)儲(chǔ)存在控制器內(nèi)的程序,也可以通過按鈕點(diǎn)擊啟動(dòng)主軸順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)和調(diào)整轉(zhuǎn)速等。
　　 ⑹開發(fā)了幫助模塊,對(duì)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(dú)立開發(fā)的SINUMERIK802D數(shù)控車削加工系統(tǒng)之中。經(jīng)過實(shí)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