通用機(jī)床及其切削加工工藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究.pdf

1、通用機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)常用的和重要的工作母機(jī)。課題以虛擬現(xiàn)實軟件Quest3D為開發(fā)平臺,結(jié)合建模技術(shù)、圖像處理技術(shù)等,開發(fā)了通用機(jī)床(包括車床系列、銑床系列、刨床系列、磨床系列、鉆床系列、鏜床系列、齒輪加工機(jī)床系列)及其切削加工工藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。用戶以計算機(jī)屏幕作為觀察通用機(jī)床及其切削加工工藝過程的一個窗口,通過包括鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備來實現(xiàn)與機(jī)床及其工藝系統(tǒng)的交互功能。該虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以多視角、全方位地觀察通用機(jī)床,展示其基本運(yùn)動以及

2、典型工藝的切削加工過程。它有效地解決了傳統(tǒng)機(jī)床教學(xué)模式(掛圖、實物模型和現(xiàn)場教學(xué))視覺效果差、效率低下、有安全隱患等問題,也為相關(guān)人員討論工藝方案提供了一個平臺。
　　本文主要完成了以下幾個方面的工作:
　?、龠\(yùn)用UG、Pro/E、SolidWorks等三維建模軟件,建立各類型通用機(jī)床的幾何模型以及工藝系統(tǒng)模型(主要包括刀具、工件以及夾具等),再將這些模型經(jīng)過3ds Max軟件優(yōu)化渲染之后導(dǎo)入到Quest3D軟件中。

3、　?、诨赒uest3D軟件的充分開發(fā):實現(xiàn)課題研究的每一類型通用機(jī)床的基本運(yùn)動,完成各個機(jī)床的幾種典型工藝的虛擬切削加工;設(shè)計出友好便利的GUI(圖形用戶界面)。
　?、坩槍ο到y(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,主要包括:復(fù)雜的機(jī)床零部件幾何模型的建立;應(yīng)用粒子系統(tǒng)仿真出切屑和冷卻液,使虛擬切削加工工藝過程更加形象逼真;通用機(jī)床及其切削加工工藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是一個開放的、不斷完善的系統(tǒng),能夠方便地增加其它型號的通用機(jī)床、典型工藝和工藝系統(tǒng)的相關(guān)

4、零部件等,隨著系統(tǒng)的擴(kuò)充,為了保證系統(tǒng)在普通計算機(jī)上可以流暢運(yùn)行,通過簡化模型、改進(jìn)編程方法等方式對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理。
　　④對系統(tǒng)最終生成的*EXE格式文件進(jìn)行測試,結(jié)果表明其可以在常用的計算機(jī)操作系統(tǒng)上(XP、Win7等)正常運(yùn)行。系統(tǒng)顯示的通用機(jī)床及其工藝系統(tǒng)三維立體模型色彩鮮明、實時性好,并實現(xiàn)了對通用機(jī)床基本運(yùn)動及其切削加工過程的有效表達(dá),而且人機(jī)交互功能友善。
　　通過以上的研究,證明了基于 Quest3D與三維