通用五軸數(shù)控加工仿真系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)大幅度提高了產(chǎn)品的生成效率，同時(shí)使得復(fù)雜零件與高精度零件的加工成為了可能。數(shù)控加工的準(zhǔn)確性直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)數(shù)控加工代碼的檢驗(yàn)成為保證數(shù)控加工準(zhǔn)確性以及產(chǎn)品加工質(zhì)量的重要手段。數(shù)控加工仿真不僅能夠檢驗(yàn)數(shù)控代碼的準(zhǔn)確性，同時(shí)能夠檢驗(yàn)刀具與機(jī)床、夾具是否發(fā)生干涉，加工后的仿真模型還能夠檢驗(yàn)加工精度，為此作為數(shù)控加工代碼檢驗(yàn)的主要手段。
　　由于數(shù)控加工仿真技術(shù)的重要性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此作了大量的研究，提出了很多加

2、工仿真算法同時(shí)也開發(fā)了很多數(shù)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(duì)數(shù)控加工仿真技術(shù)進(jìn)行了深入研究，在此基礎(chǔ)上開發(fā)一套通用五軸數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。
　　針對(duì)大多數(shù)控加工仿真軟件無法實(shí)現(xiàn)仿真幾何模型通用化建模，本文采用實(shí)例模型庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)機(jī)床、刀具的加工仿真，實(shí)例模型庫(kù)主要用于對(duì)所建立的各類型結(jié)構(gòu)機(jī)床、刀具進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)與管理，便于實(shí)時(shí)調(diào)用。提出了三維實(shí)體模型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鏈以及屬性參數(shù)三者相

3、結(jié)合的方式表達(dá)機(jī)床實(shí)例，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類型機(jī)床的實(shí)例建模。針對(duì)刀具與毛坯實(shí)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(shù)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(jìn)行建模，兩種建模方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了刀具與毛坯的建模多樣化保證了系統(tǒng)的通用性。
　　數(shù)控加工仿真算法是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工仿真的關(guān)鍵技術(shù)，本文采用在目前已有的加工仿真算法基礎(chǔ)上提出了以空間分割技術(shù)與圖形圖像渲染技術(shù)相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真模型的可視化顯示。利

4、用構(gòu)造實(shí)體幾何法(CSG)表達(dá)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(jié)構(gòu)模型。針對(duì)刀具掃描體，綜合比較各種刀具掃描體創(chuàng)建方法的特點(diǎn)，采用基于包絡(luò)理論的方法創(chuàng)建刀具掃描體。另外采用改進(jìn)的SCS算法實(shí)現(xiàn)工件模型的動(dòng)態(tài)渲染與顯示，利用圖形渲染技術(shù)，在渲染過程中通過深度測(cè)試與模板測(cè)試判定工件模型的可見與不可見部分，然后對(duì)可見部分進(jìn)行渲染，最終實(shí)現(xiàn)仿真模型的可視化顯示。同時(shí)綜合運(yùn)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