五軸NC銑削加工幾何仿真中若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,零件的幾何形狀越來(lái)越復(fù)雜,加工仿真已成為實(shí)際數(shù)控加工前NC程序驗(yàn)證和CL數(shù)據(jù)證實(shí)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié).它也是CAD/CAM、CIMS和虛擬制造的重要內(nèi)容之一,其中五軸NC加工仿真越來(lái)越受到研究者的重視,該文在參閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,主要對(duì)五軸NC銑削加工幾何仿真中的仿真速度、三維圖形顯示質(zhì)量、仿真誤差三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究.在仿真速度方面:根據(jù)包絡(luò)理論,以通用刀具幾何模型為基礎(chǔ)推導(dǎo)了刀具掃描體的顯式求解方法,相對(duì)刀

2、具掃描體的隱式求解方法,較大地提高了掃描體的計(jì)算速度;采用快速定位方法和快速求交算法,提高生成刀具掃描體dexel模型的速度;采用dexel模型的一維布爾運(yùn)算方法,大大提高了"材料"移除過(guò)程的計(jì)算速度.在圖形顯示方面:改進(jìn)傳統(tǒng)的dexel模型顯示方法,在OpenGL環(huán)境中借助三角面片顯示仿真圖形,成功地實(shí)現(xiàn)了仿真圖形的任意視點(diǎn)變換;采用改進(jìn)WM PAINT機(jī)制的動(dòng)畫(huà)方法和實(shí)時(shí)獲取鍵盤(pán)消息的方法,提高了圖形的顯示質(zhì)量和人機(jī)交互性能.在仿真

3、誤差方面:通過(guò)對(duì)工件逼近誤差、采樣點(diǎn)的拾取誤差和掃描體逼近誤差的分析,給出了誤差的計(jì)算公式和誤差控制方法,提出了dexel優(yōu)化建模方法,建立了仿真環(huán)境中的加工誤差模型、刀桿與工件的干涉與碰撞檢測(cè)模型.另外,為了使該仿真模塊能應(yīng)用于CL數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的加工仿真,在機(jī)床坐標(biāo)系中建立了CL數(shù)據(jù)變換為本仿真模塊驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型.經(jīng)過(guò)加工仿真實(shí)驗(yàn)表明:五軸NC加工幾何仿真在個(gè)人PC機(jī)上達(dá)到了仿真的實(shí)時(shí)性要求,有較高的圖形顯示質(zhì)量和較好的人機(jī)交互性能.