毕海霞[1]2007年在《数字化机床建模及其切削仿真技术研究》文中指出数控加工过程仿真技术是数字化制造技术的一个重要组成部分,是数字化制造系统各种后期产品评价方法的实现基础之一,是实现数字化制造系统并保证该系统有效性与适用性的关键。本文对数字化制造技术中数字化机床建模和切削过程仿真技术进行了深入研究,针对数控加工仿真系统可重构性与可扩展性的需求和数控系统产品种类繁多的特点,采用了面向对象技术对数字化机床仿真系统进行了总体研究和设计,并提出了模块化设计方案来建立数字化机床的加工仿真环境。本文主要进行的工作如下:1.根据数字化机床的现有研究成果和发展趋势,总结并提出了数字化机床的设计准则和分解原则;根据数控加工仿真系统的功能需求,采用面向对象技术对数字化机床仿真系统进行了总体设计,建立了该系统的各个抽象对象类,并对数字化车床和铣床仿真系统的总体结构及其各个模块进行了研究和设计。2.通过对数字化机床仿真系统几何建模方法的详细研究,采用图形功能强大的3DS Max软件对数字化机床进行叁维建模,并以OpenGL为图形接口将其导入仿真系统中,提高了模型构建的速度;自行设计了3DS文件与OpenGL的接口程序。3.采用基于Z-MAP的叁角网格离散方法来实现毛坯材料去除仿真过程。根据数控加工过程的具体特征提出了叁维仿真加工零件的实体表达模型及其数据结构;针对车削和铣削过程中零件模型的特点,提出了铣削和车削过程中基于叁角网格方法的毛坯算法模型。4.根据本文提出的建模方法,对数字化机床仿真系统进行了设计和开发,研制了一个美观大方、真实感强、图文并茂的仿真环境;并针对研制过程中涉及到的相关技术进行了设计,比如加工环境的建模方法、数控程序译码过程、虚拟操作面板、刀具库的定义以及夹具库的定义等,提出了数字化机床仿真系统的开发方案。本系统采用面向对象的程序设计方法,开发的程序具有封装、继承、多态等优点,减少了程序的数据污染,增加了程序的易开发性、可读性、可维护性和可移植性,大大提高了系统的编程效率。
欧阳醌[2]2014年在《线材弯曲图形仿真系统的设计与实现》文中研究说明线材弯曲制品的质量精度以及生产成本依赖于金属线材成形设备的功能特性,先进的数控弯丝机器人是线材快速高精度折弯加工的重要保障。我国在数控线材折弯加工领域的研究时间不长,虽已取得一定的成果,但与国外先进水平相比还有较大差距。目前国内高端线材成形设备主要依赖进口,其价格昂贵,技术不对外开放,用户无法掌握其中关键技术。数控系统是数控弯丝机器人的大脑,线材弯曲成形的工艺算法和图形操作模块系统的研究是其中的难点和关键点之一。本文基于课题组自主设计开发的单头多模位数控弯丝机器人,从弯曲成形工艺设计的角度出发,结合计算机图形学理论以及OpenGL编程的相关研究,进行线材弯曲图形仿真系统的模块化开发。围绕仿真图形系统研究内容,本文主要从以下几方面展开了研究：(1)基于计算机图形学理论、OpenGL编程技术以及数据结构理论,在数控线材折弯机结构特点和叁维造型技术的研究基础上,完成产品结构分解和图形数据存储结构设计,并实现便捷的分段式叁维实体造型方法；建立样机模型部件的装配关系和运动关系,并依此完成虚拟样机模型的搭建。(2)基于弯丝机器人系统的结构分析以及图形画法的相关研究,针对不同线材直径要求,实现折弯器和旋转基座的参数化建模,实现仿真环境与实际加工条件的统一。在此基础上,建立产品建模参数的设计规范,实现更高效、更简单的产品建模。(3)根据线材弯曲成形工艺的相关研究,完成折弯和推弯成形的工艺计算,并结合推弯成形方法,实现了平面变半径弯曲线材产品的控制补偿技术的改进。(4)分析图形仿真系统与数控系统的功能关系,完成仿真加工工艺和环境渲染的流程设计,并实现图形仿真系统模块化的开发,实现良好的人机交互界面。基于OBB包围盒的方法实现线材产品与样机部件的碰撞检测功能。
高华[3]2005年在《基于VB的数控车削几何仿真系统研究与开发》文中认为当今,在NC程序自动检查中,主要研究方向是数控加工图形仿真。利用计算机图形技术对已编制的数控程序进行加工过程模拟演示,不但可以检验数控程序的正确性和合理性,从而避免由于机床的走刀错误而造成数控设备损坏的危险,而且大大降低了以往采用工艺试切方法所带来的高消耗和高成本,大大缩短新产品的开发周期。由于产生的图形是真实感效果图,数控编程人员和机床操作者能够通过图形显示进行干涉和碰撞检查,校验数控程序。因此,数控图形仿真技术正逐渐成为CADCAM集成领域的一项重要技术。 本文在分析了数控加工仿真的发展现状与存在问题的基础上,比较现有的数控仿真系统理论和方法,结合技术水平和现有实验条件,对数控加工教学仿真系统进行了研究。提出了基于Visual Basic语言环境的总体设计思路——“界面总体设计,功能单独实现”的模块化设计方案,确定了设计步骤,运用可视性和面向对象的编程,模拟显示二维数控车削加工,开发了一个数控车削加工仿真系统,模块化设计为该系统功能扩充提供了良好的开发平台。 研究并设计了应用于数控车床的加工模拟系统,确定了系统的设计方案、设计原则和设计目标。系统由毛坯显示模块、刀具及夹具决策模块、数控程序编辑模块及数控加工模拟模块组成。该系统能及时、方便地检查和修改程序员所编制的数控加工程序,产生正确和优化的数控加工程序。 根据数控车床加工工件的成形原理,研究车削仿真加工的流程及工件毛坯的模型设计,建立刀库;着重讨论了NC代码的处理,给出了NC代码的翻译、输入、解释、编译、修改与确认的方法及其与仿真系统的集成方式;在分析比较传统的动态图形显示方法的基础上,确定采用交互能力强的实时动画方式来模拟仿真加工过程;制定了图形显示过程中实现刀
刘峙[4]2008年在《基于Pro/E与VERICUT虚拟数控加工技术的研究》文中研究表明运用虚拟机床技术,在真实加工之前对虚拟数控机床参数进行设定,在虚拟环境中进行零件的数控加工仿真,并对数控程序加以检验,检查数控加工过程中可能出现的碰撞、干涉,分析零件的可加工性和工序的合理性。通过热风幕机中风轮模具的设计及数控加工的典型范例,对虚拟机床的建模方法、数控加工的仿真技术进行了探索。进一步对刀具轨迹进行分析及优化处理,经优化处理后的刀具轨迹转化为数控机床的NC程序,并创建数控系统文件和刀具文件。本文提出的数控仿真加工方法对于缩短生产周期、降低产品成本、提高工件加工质量具有实际意义。
张研[5]2002年在《多坐标数控铣削加工仿真系统的研究与开发》文中指出利用计算机图形技术对已编制的数控程序进行加工过程模拟演示，不但可以检验数控程序的正确性和合理性，而且大大降低了以往采用工艺试切方法所带来的高消耗和高成本。现在国内外的数控图形仿真系统，尤其是基于叁维实体显示的仿真系统，其涉及的算法复杂，计算量大，存储量大，因此需要较高的软硬件平台，难以在国内生产企业中推广。在微机上实现的仿真系统主要还是线架图的表示方法，存在着很大的局限性。因此开发功能完备、实用性强的数控加工过程模拟仿真系统成为当前制造业急需解决的一个问题。 本文结合陕西航空硬质合金工具公司课题对MAHO 800C机外编程及仿真系统进行了开发研究，其主要研究内容和创新之处如下： 1、在查阅和分析大量文献资料的基础上，分析比较现有数控仿真系统理论和方法，研究在数控加工过程仿真中叁维实体模型的显示与建立。 2、在充分调研的基础上，对陕西硬质合金工具公司MAHO 800C设备的使用现状进行了分析，为了简化仿真系统的设计难度，缩短开发时间，提出了采用已有的叁维CAD造型系统SolidWorks作为加工模拟的显示平台，选择Visual Basic为开发环境，利用VB，采用OLE技术与SolidWorks实现进程间通讯。以应用系统为后台控制，以SolidWorks为前台图形显示，实现加工过程中叁维实体真实感模拟图形的显示。 3、系统具有良好的基于Windows的全中文的仿真环境；采用产品设计过程中所产生的叁维真实设计图作为仿真开始前的零件毛坯，从而能逼真地显示仿真结果，使用户在无需实际加工的情况下直接观察加工效果。该方法具有从产品设计到加工生产全过程的完全内部集成特性，适合了当前制造业的CIMS高度集成趋势。 4、阐述了“MAHO 800C数控加工编程仿真系统”的设计方案、设计目标，介绍了设计系统主要的功能模块。5、此项目的开发成功， 系统稍作局部改动， 具有一定的推广价值 该系统开发完成后，基本上解决了MAHO SOOC当前存在的问题，若对此便可应用于其它数控设备上，因此，此项目的成果，将为企业带来明显的经济效益。自投入使用，系统运行可靠、用户反映良好。
郭成操[6]2003年在《图形仿真加工系统的研究与开发》文中研究指明随着计算机技术的发展，计算机图形技术在机械制造领域得到了广泛的应用，图形仿真加工技术就是其最重要的应用之一。所谓图形仿真加工，就是遵循计算机图形学的基本原理，根据NC代码，在计算机上模拟显示机械加工的过程。图形仿真加工技术综合运用了计算机技术、图形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理、自动控制等多个技术领域的知识，是一门新兴的高科技技术。它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了重大的作用。 在开发图形仿真系统的过程中，广泛使用Visual C++开发工具和OpenGL技术。作者在Visual C++中采用OpenGL叁维实体建模技术，针对MNC—CXZ300型多功能数控机床，兼顾其它数控系统，开发了叁维数控动态仿真加工系统。该系统能与制造学院CIMS(二)研究室开发的GAPT图形自动编程系统相集成，实现了自动编程和加工仿真的一体化。该课题主要完成了以下内容： (1)深入研究了OpenGL图形图像编程技术，采用面向对象的编程方法设计了OpenGL与Visual C++间的通用接口类CGL。 (2)以VC++为开发工具，设计了与GAPT图形自动编程系统的接口和NC代码编辑器，该编辑器可以对NC代码进行编辑与修改。 (3)深入研究了复杂曲面的仿真加工算法，设计出仿真加工模块，实现了车、铣、钻加工过程的叁维仿真。采用OpenGL视图变换技术，实现了对图像的缩放、旋转和平移，以便对仿真过程进行仔细观察；采用OpenGL透明处理技术，解决了仿真时观察孔径和孔深的问题。 (4)设计帮助模块，方便用户使用。 该系统界面友好，使用方便，可移植性强，功能全，通用性好。可用于实际生产和数控教学与培训。适合我国国情，符合数控技术的最新发展方向。
徐大敏[7]2006年在《虚拟数控加工仿真系统的研究与开发》文中认为我国数控机床使用率低的主要原因是缺乏技术熟练的编程与操作人员。传统培训方式需要比较昂贵的数控机床,一旦编程或操作有误将导致破坏性后果。利用计算机仿真技术开发仿真系统,用于对机床操作者进行操作编程的培训,降低了对实物、实地的要求。本文针对NC机床特点,研究并开发出GSK980T型仿真车削加工系统。 论文主要进行了以下具体研究工作:采用面向对象技术和VRML语言建立了由工件、机床、夹具及刀具等实体组成的仿真操作环境;通过描述它们之间的结构关系,快速、真实地显示出叁维虚拟场景;采用Java语言编程,实现了仿真环境中NC代码的读入、检查、解释及数据处理;根据机床的工件、刀架及尾架等相互运动关系,建立虚拟机床运动仿真模型;根据工件由毛坯变成零件过程形状、尺寸的变化,应用参数化技术,实现加工工件的动态造型;利用VRML-JavaApplet-JavaScript的相互通信,传递NC代码数据和场景事件消息,实现了NC代码驱动的虚拟车削加工仿真;应用关键帧动画技术,以较少的帧数实现了叁维仿真动画;模拟机床越程保护,对操作加工仿真过程中刀架、尾架等运动行程限位;建立友好用户界面,以HTML页面方式浏览。 该系统基于VRML与Java技术,用户只需安装一个免费小巧的VRML浏览插件即可通过IE浏览器正常运行,具有平台通用、仿真效果逼真、可扩展性良好等优点。
刘晓辉[8]2004年在《面向虚拟制造的数控加工仿真系统关键技术研究》文中研究说明本文详细论述了虚拟制造技术的研究现状和研究意义，针对虚拟制造环境下数控产品的虚拟加工技术进行了研究工作。主要研究内容涉及到数控加工过程仿真系统总体设计、几何图形仿真系统研究与实现、机床运动误差分析和铣削力建模以及工件表面尺寸误差预测分析。 在数控加工过程仿真系统总体设计中，从虚拟加工的功能需求出发，采用面向对象的系统分析和设计方法、数据流分析技术等，拓展和完善了虚拟制造技术研究的理论方法。针对几何图形仿真系统研究与实现的问题，在分析几何建模的基础上，提出了一种综合离散矢量求交法和图像空间表示法优点的毛坯离散新方法，仿真实验验证了所提方法的有效性。以铣削为对象，以实验和理论分析相结合的方法，建立了铣削的切削力模型，具体给出了切削力的仿真算法流程和仿真实例，加工过程切削力的实时仿真，可以评估工艺规程的合理性，反映加工参数优劣，为提高加工质量奠定基础。建立了精加工过程中有切削力引起的工件加工尺寸误差预测模型，比较真实地反映出端铣加工过程由铣削力导致的系统变形对加工误差的影响。 虚拟环境下数控加工过程仿真系统的深入研究，对于真正发挥虚拟制造在实际制造领域中的作用以及使制造技术走出依赖于经验的狭小天地，发展到全方位的预报新阶段将发挥重要的作用。
张铭[9]2008年在《基于OpenGL的切削仿真系统研究与开发》文中研究指明针对目前数控加工仿真局限于几何仿真的现状,基于OpenGL技术和有限元分析切削加工过程的理论,本文提出了一种集成几何仿真与物理仿真功能的数控切削加工仿真系统构建方案,并实现了系统的基本功能,完成了主要模块的设计工作。本文研究成果,对切削仿真系统物理仿真功能与几何仿真功能的集成化研究具有一定的指导意义,对切削仿真系统进一步形成实用软件的应用研究具有重要的参考价值。论文的主要研究内容如下:1)对仿真系统进行了总体分析,提出了一种模块化的数控切削加工仿真系统构建方案,并完成了主要模块功能和系统界面的设计;2)以C++ Builder 6.0为软件开发平台,应用面向对象的设计方法,将涉及OpenGL的Windows API的初始化操作进行了封装,开发了图形显示组件。3)深入探讨了数控加工仿真环境的建模理论,利用OpenGL技术强大的叁维图形编程功能,建立了加工仿真环境,研究了一种加工过程动态显示的算法,使动画显示精度与仿真计算不关联,实现了仿真切削过程的动态显示;4)对数控加工程序解析及轨迹控制原理进行了深入探讨,并分别对数控程序错误检查、解释分析、仿真计算驱动数据生成进行了研究,实现了数控加工代码的解析。本文研究的仿真系统界面友好,使用方便,具有可移植性和扩充性,符合数控加工仿真的最新发展方向。
刘海[10]2002年在《数控加工仿真培训系统的研究与开发》文中指出随着数控技术的广泛应用，为了保证数控加工程序的正确性和高效的培训操作人员，非常有必要开发一套具有较高真实感的数控加工仿真培训系统。 本文重点论述了数控加工仿真培训系统的几个组成部分的关键技术： ● 叁维图形仿真技术 在对基于图像空间的Dexel模型和基于物体空间的CSG和八叉树模型讨论的基础上，重点讨论了作者开发的数控加工仿真培训系统所用的离散模型、切削过程的布尔运算和实时显示技术。 ● 系统功能仿真技术 在对数控机床结构讨论的基础上，重点讨论了数控代码解译器的实现技术、刀具补偿和插补算法。 ● 面向对象的软件设计技术 在对科德的面向对象方法讨论的基础上，介绍了数控加工仿真培训系统的分析和设计，并介绍了相关的skin和多线程技术。 在上述技术研究的基础上，作者成功开发了一套数控车削加工仿真培训系统，该系统具有功能齐全，使用方便等特点。
参考文献：
[1]. 数字化机床建模及其切削仿真技术研究[D]. 毕海霞. 河北工业大学. 2007
[2]. 线材弯曲图形仿真系统的设计与实现[D]. 欧阳醌. 厦门大学. 2014
[3]. 基于VB的数控车削几何仿真系统研究与开发[D]. 高华. 山东农业大学. 2005
[4]. 基于Pro/E与VERICUT虚拟数控加工技术的研究[D]. 刘峙. 浙江工业大学. 2008
[5]. 多坐标数控铣削加工仿真系统的研究与开发[D]. 张研. 西北工业大学. 2002
[6]. 图形仿真加工系统的研究与开发[D]. 郭成操. 四川大学. 2003
[7]. 虚拟数控加工仿真系统的研究与开发[D]. 徐大敏. 广东工业大学. 2006
[8]. 面向虚拟制造的数控加工仿真系统关键技术研究[D]. 刘晓辉. 哈尔滨工程大学. 2004
[9]. 基于OpenGL的切削仿真系统研究与开发[D]. 张铭. 西安电子科技大学. 2008
[10]. 数控加工仿真培训系统的研究与开发[D]. 刘海. 南京航空航天大学. 2002
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