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

1、加工仿真是數(shù)控加工前NC程序驗(yàn)證的一個(gè)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(shí)際需求越來越受到研究者的重視。本文對(duì)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(shí)現(xiàn)、加工仿真的動(dòng)態(tài)圖形顯示質(zhì)量等方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?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(diǎn)，引入Dexel方法對(duì)工件進(jìn)行

2、幾何表示，并針對(duì)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(yùn)算復(fù)雜度。 2．基于五軸數(shù)控加工仿真中刀具的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，通過綜合刀具位置離散方法、刀具運(yùn)動(dòng)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(dá)，使得復(fù)雜的掃掠曲面由一系列簡(jiǎn)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(dá)，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(diǎn)，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(yùn)算方法對(duì)模型進(jìn)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(diǎn)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(shí)的臺(tái)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(jìn)一步增強(qiáng)仿真過程圖形顯示的真實(shí)感效果；通過使用多線程技術(shù)和O