基于OpenGL與VC++的虛擬數(shù)控車床加工仿真研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,越來越多的新技術(shù)應(yīng)用于制造領(lǐng)域。為了降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率,引入信息技術(shù)對傳統(tǒng)制造業(yè)進行改造成為當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實等先進技術(shù)的出現(xiàn),虛擬制造(VirtualManufacturing)作為一種全新的制造策略被廣泛地研究和應(yīng)用,這是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。數(shù)控技術(shù)在當(dāng)今制造業(yè)中處于重要的地位,在數(shù)控技術(shù)中引入信息技術(shù)是虛擬制造技術(shù)的發(fā)展趨勢,虛擬數(shù)控技術(shù)成為了虛擬制造的

2、支撐技術(shù)之一。
　　 本文運用OpenGL技術(shù),以VisualC++6.0為開發(fā)工具,采用實體幾何建模思想,建立機床以及加工模塊的三維模型,構(gòu)建數(shù)控仿真系統(tǒng)的虛擬加工環(huán)境；運用MFC框架與OpenGL編程,進行機床運動仿真及加工切削仿真。本文以上海機床廠CK0632型車床為原型,建立的虛擬數(shù)控車床系統(tǒng)包括:機床場景模塊、NC代碼解析模塊、虛擬切削模塊、刀具及毛坯選擇模塊和操作面板等模塊。實驗表明,仿真效果達到了預(yù)期要求,具有較好

3、的現(xiàn)實意義。論文主要工作如下:
　　 (1)虛擬車床模型的構(gòu)建
　　 在綜合分析虛擬數(shù)控系統(tǒng)所依賴的軟硬件基礎(chǔ)上,結(jié)合多種虛擬車床模型的構(gòu)建方法,為滿足虛擬系統(tǒng)的可擴展性的需求,確定了虛擬數(shù)控車床模型動靜態(tài)劃分的構(gòu)建方法。對于車床靜態(tài)模型部分選擇外部建模的方法,這樣不僅減少了OpenGL建模的難度,而且便于虛擬系統(tǒng)進行多種機床擴展；動態(tài)模型由OpenGL直接編程建模,為實現(xiàn)虛擬切削算法奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)虛擬

4、切削方法的研究
　　 從數(shù)控車床的加工特點出發(fā),結(jié)合對虛擬數(shù)控車床加工過程的研究,確定切削算法,滿足虛擬切削的實時性。本文選擇了基于實體模型造型的方法,對工件模型進行單元體劃分,實現(xiàn)虛擬加工的動態(tài)仿真。
　　 (3)人機交互界面的開發(fā)
　　 系統(tǒng)的界面給用戶一個直觀的感覺,因此界面的開發(fā)具有較為重要的作用。本文通過VC++6.0中的MFC框架,設(shè)計開發(fā)了友好的人機交互界面。用戶可以通過虛擬的操作面板直接對虛擬數(shù)控