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，對數(shù)控加工代碼的檢驗成為保證數(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數(shù)控代碼的準(zhǔn)確性，同時能夠檢驗刀具與機床、夾具是否發(fā)生干涉，加工后的仿真模型還能夠檢驗加工精度，為此作為數(shù)控加工代碼檢驗的主要手段。
　　由于數(shù)控加工仿真技術(shù)的重要性，國內(nèi)外學(xué)者對此作了大量的研究，提出了很多加

2、工仿真算法同時也開發(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，為此本文對數(shù)控加工仿真技術(shù)進行了深入研究，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)。
　　針對大多數(shù)控加工仿真軟件無法實現(xiàn)仿真幾何模型通用化建模，本文采用實例模型庫的方式實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)機床、刀具的加工仿真，實例模型庫主要用于對所建立的各類型結(jié)構(gòu)機床、刀具進行統(tǒng)一的存儲與管理，便于實時調(diào)用。提出了三維實體模型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)鏈以及屬性參數(shù)三者相

3、結(jié)合的方式表達機床實例，實現(xiàn)對各類型機床的實例建模。針對刀具與毛坯實例，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模型進行建模，兩種建模方式相結(jié)合，實現(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)合的方式實現(xiàn)對仿真模型的可視化顯示。利

4、用構(gòu)造實體幾何法(CSG)表達工件模型，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。針對刀具掃描體，綜合比較各種刀具掃描體創(chuàng)建方法的特點，采用基于包絡(luò)理論的方法創(chuàng)建刀具掃描體。另外采用改進的SCS算法實現(xiàn)工件模型的動態(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試與模板測試判定工件模型的可見與不可見部分，然后對可見部分進行渲染，最終實現(xiàn)仿真模型的可視化顯示。同時綜合運用了空間區(qū)域分割、刀具掃描體合并、模型遮擋查詢等方法