數(shù)控銑削仿真加工及其幾何精度驗證.pdf

1、數(shù)控加工仿真及其相關技術，是機械制造領域CAD/CAM技術中的重要內容和關鍵技術之一。本文針對數(shù)控銑削仿真加工中的關鍵技術進行了深入地研究，并在此基礎上對數(shù)控銑削加工的動態(tài)仿真及其幾何精度驗證進行了系統(tǒng)地分析研究。本文主要研究內容及成果如下： 本系統(tǒng)以Windows XP為開發(fā)平臺，采用Visual C++6.0軟件及三維圖形軟件標準接口OpenGL為開發(fā)工具進行系統(tǒng)開發(fā)。本文提出并實現(xiàn)了一種用于數(shù)控銑削加工仿真的算法，并充分利

2、用了OpenGL提供的顏色緩存、深度緩存、模板緩存和雙緩存功能，使得實現(xiàn)的算法不僅運行速度快、穩(wěn)定，而且仿真過程真實感強。本系統(tǒng)根據(jù)選定的數(shù)控程序，對毛坯進行三維銑削仿真加工，并在計算機屏幕上實現(xiàn)相應的加工過程的顯示；能夠驗證數(shù)控程序是否正確，并對加工后的零件進行幾何精度驗證。此外，通過對國內外相關文獻和方法的分析、比較，提出了相應的解決方案，并進行了仿真實例驗證。 論文中給出了一種基于仿真誤差控制的曲面離散化方法，保證三角面片

3、集合在一定精度范圍內，可以近似表示工件幾何模型。材料去除過程的動態(tài)仿真是數(shù)控加工仿真的基本功能，精度驗證是數(shù)控加工仿真功能實現(xiàn)的另一方面。論文深入研究了基于曲面三角面片技術和Z向矢量的精度驗證算法，采用基于仿真誤差控制的均勻離散網(wǎng)格表示毛坯模型，確定了設計曲面信息，并提出了一種新的簡捷高效的求解方法：Z向矢量與刀具掃描體包絡面求交的求解方法，以確定切削工件信息。此外，分析了影響精度驗證結果的因素，并闡述了算法實現(xiàn)過程中，如何提高仿真顯示

4、性能的相關技術和方法。 論文針對系統(tǒng)開發(fā)中的幾個難點問題，提出并采用了以下處理方法： 1.采用基于OpenGL曲面技術的，用離散三角面片帶來表示三維曲面，運用曲面Z MAP結構表示離散的毛坯模型。定義結構體數(shù)組，用于存儲離散后，毛坯被加工表面上所有離散點的坐標、法向量、顏色等相關信息。 2.以 Windows XP為系統(tǒng)開發(fā)平臺，利用OpenGL曲面技術，建立真實感強的毛坯模型、刀具模型，給用戶以直觀、真實感強的

5、加工環(huán)境。 3.對于毛坯的材料去除過程的仿真，采用刀具掃描體模型與離散的毛坯模型進行求交的運算方法，并實時對離散點的數(shù)據(jù)信息進行計算，通過OpenGL 的雙緩存技術，在后臺生成下一步仿真的結果，在前臺實現(xiàn)仿真過程的演示，以實現(xiàn)毛坯的材料去除過程的動態(tài)仿真。 4．基于毛坯細分方法和存儲每個細分點的信息的數(shù)據(jù)結構，提出了一種局部再細分精確求解的幾何精度驗證算法，驗證精度就可以有較大的提高。其運行效率高于用幾何模型法向量與刀具