五軸數(shù)控銑削加工圖形仿真技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、加工仿真是數(shù)控加工前NC程序驗證的一個有效手段，是CAD/CAM、CIMS和虛擬制造研究的重要內(nèi)容之一，其中五軸數(shù)控加工圖形仿真以其突出的理論意義和實際需求越來越受到研究者的重視。本文對五軸數(shù)控銑削加工仿真中幾何模型的建立、材料移除過程的實現(xiàn)、加工仿真的動態(tài)圖形顯示質(zhì)量等方面的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，主要研究內(nèi)容和成果如下： 1．建立了適用于五軸數(shù)控銑削加工圖形仿真的幾何模型。根據(jù)五軸數(shù)控銑削加工的特點，引入Dexel方法對工件進行

2、幾何表示，并針對傳統(tǒng)Dexel模型構(gòu)建方法的不足，改善了Dexel模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有效降低了仿真過程的運算復(fù)雜度。 2．基于五軸數(shù)控加工仿真中刀具的運動特點，通過綜合刀具位置離散方法、刀具運動分解與合成以及顯式求解方法，推導(dǎo)出了五軸數(shù)控加工中刀具掃掠面的顯式表達，使得復(fù)雜的掃掠曲面由一系列簡單的平面和橢圓柱面所組成。 3．根據(jù)刀具掃掠面的顯式表達，采用快速求交算法生成刀具掃掠體的Dexel模型；根據(jù)Dexel模型的結(jié)構(gòu)特

3、點，采用快速定位方法確定工件Dexel鏈的更新范圍，在更新范圍內(nèi)采用Dexel模型的一維布爾運算方法對模型進行更新，有效提高了材料移除過程的模擬速度。 4．根據(jù)Dexel模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點和可視球的概念，提出了將Dexel模型轉(zhuǎn)化為三角網(wǎng)格模型的方法，消除了Dexel模型顯示時的臺階效應(yīng)，提高了仿真圖形顯示的質(zhì)量；利用OpenGL的光照模型和消隱算法中的深度緩沖區(qū)算法進一步增強仿真過程圖形顯示的真實感效果；通過使用多線程技術(shù)和O