胡国玉[1]2003年在《基于数控加工图形数据处理方法的研究》文中指出数控加工是CAM的主要组成部分，数控技术及计算机辅助设计的发展使传统的机械设计与制造发生根本性的变化。数控钻铣机床是一台很有特色已具备一定加工功能的经济型数控机床。随着AutoCAD绘图软件在机械设计及制造中的广泛应用，结合AutoCAD的图形数据，本文针对复杂曲线加工要求，对扩展数控机床的曲线加工功能进行了分析和研究。 首先，本文通过AutoCAD强大的绘图及与外界交换数据的功能，面向数控加工建立与AutoCAD图形数据的连接，提取图形特征数据。实现了Visual C++与AutoCAD之间的软件通信接口，充分发挥高级语言在数学计算与数据处理上的优势和AutoCAD的作图特长。 其次，根据数控加工系统的直线插补要求，在加工不规则曲线轮廓零件时，需进行叁次样条拟合插值的问题，本文详细讨论了叁次参数B-样条曲线拟合AutoCAD中的自由曲线的插值方法，对曲线进行离散化处理，完成对曲线加工的插值细分。 最后，针对数控加工工艺要求，在图形数据处理的基础上，讨论了刀具半径补偿的原理和方法，采用矢量分析的方法从理论上实现了C刀具半径补偿功能，针对刀具半径补偿问题提出了解决方法。同时，对数控铣削加工中，加工轨迹的生成问题进行了分析和讨论。
王淑芳[2]2009年在《基于DXF文件的参数化数控加工图形库的构建》文中提出进入新世纪以来,计算机技术在各行各业得到了越来越广泛的应用,产品开发领域由此也引发了新一轮的技术变革。传统的数控切割机无法直接读取DXF文件,需通过图形转换软件生成数控代码,再由U盘传送到切割机进行切割,因此当需要加工不同参数的零部件时,需要手动修改加工代码。随着数控技术的发展,这一技术已不能满足社会的需要,为此本课题提出了基于DXF文件的数控加工图形库系统的构建方法,相比传统的数控加工,它可以直接读取DXF文件生成加工图形和数控代码,利用参数化控制零部件的尺寸来实现不同的加工需求。本系统是基于DXF文件构建的参数化数控加工图形库系统,图形数据以数据文件的形式存储,当需要加工某一图形时,从数据库中提取该图形的数据,解析数据生成加工图形和数控G代码,并能够根据用户的需要生成新的加工图形和删除旧的加工图形。本文首先介绍了图形数据库的建立,并详细分析了图形的数据结构,包括图形的几何信息结构、尺寸标注信息结构和文本标注信息结构;然后对图形的参数化技术进行了深入的研究,分析了各参数化设计方法的原理与优缺点,提出了本系统的参数化设计原理,详细分析了参数化绘图的实现过程,实现了图形的参数化绘制;接着对图形数据的提取、图形的绘制、数控G代码及代码的生成进行了详细分析。整个系统在LabWindows/CVI平台下运行,采用客户/服务器模式建立计算机网络,利用Datasocket技术实现切割机客户端与服务器端之间的通信,达到数据库的网络化数据分享。本文最后分析了图形库界面的设计和图形库的运用实例。提出了参数化绘图界面的设计与信息弹出面板的设计,给出图形的不同参数绘制出不同的图形,并将图形与生成的数控代码对比,在图形中标明出所对应的数控代码。实例结果表明,图形的生成及图形的参数化设计和数控G代码的生成都达到了预期的效果,基于DXF文件的参数化图形库系统的构建具有可行性,且具有一定的使用价值和发展前景。
熊建伟[3]2014年在《数控加工过程几何仿真中碰撞检测与精度检验技术研究》文中研究说明随着先进制造业地不断发展,虚拟加工仿真技术成为计算机辅助设计与制造技术领域内的研究热点,多年来国内外学者开展了许多研究,其中,虚拟环境中的碰撞检测与加工精度检验等技术是数控加工仿真领域中的经典问题,一直受到较多地关注,而现今机械制造技术也在迅速发展,为了满足空间中更为复杂的曲面的加工要求,数控加工系统也随之越来越复杂,使得仿真系统虚拟加工环境的复杂性与之俱增,无疑对碰撞干涉检测技术和切削精度检验技术有了更高的要求。本文根据数控加工用户对基于真实感的仿真系统的需求,以及在系统中实现碰撞检测和精度验证的现实意义,在设计和实现较为符合实际需求的算法中做了较为深入地研究工作,并且实现了主要的功能模块。对于虚拟加工环境创建部分,本文利用功能强大的OpenGL图形库开发具有较强真实感的叁维数控加工图形环境,以STL格式建立空间几何体的数据模型,实现真实感图形环境地搭建,分析多轴数控机床坐标系统,实现通用数控机床各运动轴上零部件相对全局坐标原点的坐标变换,建立通用多轴虚拟机床坐标系统,搭建了虚拟数控机床样机,结合数控代码模块,实现多轴机床床身各个部件的空间运动和控制。对于碰撞检测模块,首先研究和分析现今常用的碰撞检测算法,再针对本文较为精细的离散刀具模型的特点,采用OBB法建立刀具的包围盒树,对导入系统的机床零部件STL模型建立AABB包围盒树,用分离轴法检测包围盒树之间的碰撞,实现碰撞的粗略检测,以排除大部分不可能碰撞的几何物体,以此法协调粗检的精度和速度;再针对存在碰撞情况的包围盒,进行基于叁角面片相交测试的几何元素的干涉精确检测,以此实现整个仿真系统中的所有几何物体之间的碰撞精确检测,保证系统的碰撞检测具有较高精度。对于精度检验模块,首先研究和分析现今常用的精度检验算法,然后根据仿真系统中采用的离散的表面模型的虚拟切削加工方式,在现有的基于离散点的切削误差的精度检验方法的基础上,提出一种基于离散叁角面片的切削误差的精度检测方法,以计算离散面的法向误差确定切削精度,能够更加趋近实际的切削误差。
程萍[4]2007年在《基于OpenGL的数控车削仿真系统的研究》文中提出在数控机床加工过程中，为了避免因机床走刀错误而造成数控设备损坏的危险，提高数控加工效率，缩短产品的生产周期，降低开发成本，减少废品率，在NC程序输入机床正式加工前必须首先进行程序校验。随着计算机仿真技术、CAD／CAM等几门学科的发展，利用数控仿真技术对数控加工过程进行图形仿真，实现在计算机上对NC代码的验证，可以节约大量的时间以及人力、物力，获得较好的经济效益。本文以Visual C++6.0为软件的开发平台，采用了面向对象的方法对数控车削加工仿真系统进行了总体分析和设计，提出了模块化的设计思想，即把数控车床的仿真过程分成各个功能相对比较独立的子模块，并单独完成各个子模块的设计，最后把各个子模块连接起来组成一个完整的数控车削仿真系统。根据这种思想，本文探讨了加工环境的建模方法、数控程序译码过程、插补计算方法、刀具库的定义以及工件成形原理和过程等方面的内容。此外，本文还采用了OpenGL技术，利用它提供的强大的叁维图形编程功能，结合面向对象的建模方法，建立了加工仿真环境，并在环境中加入了消隐、光照、纹理以及反走样处理等，使数控车削仿真的加工环境更有真实感。在加工仿真过程中，还利用了OpenGL的双缓存技术，加速了图形的显示，避免了画面的闪烁，使加工过程动画更具连续性，工件的加工成形过程更具实时性。本系统界面友好，使用方便，具有可移植性和扩充性，符合数控加工的最新发展方向。
毕海霞[5]2007年在《数字化机床建模及其切削仿真技术研究》文中研究说明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。
陈文涛[6]2004年在《数控钻铣床自动编程系统研究》文中进行了进一步梳理如何将CAD和以计算机数控（CNC）为主体的CAM这两大技术融为一体，有效地缩短产品设计到制造的转换时间，提高产品生产效率和上市速度，是当前先进制造技术研究的热点。 在总结和吸收已有的数控自动编程系统优点的基础上，针对印制电路板数控钻铣床的加工特点，综合运用Visual C++6. 0和ObjectARX2000等开发工具，本课题研究开发了一套基于AutoCAD2000的二维数控加工自动编程系统。主要工作内容包括：第一章：分析了数控自动编程技术的发展状况及国内外应用现状，阐述了论文的选题背景、意义及论文研究的主要目的；第二章：分析与阐述了自动编程系统的基本工作原理；介绍了系统开发方法及开发工具。并详细讨论设计了系统的总体功能和各个功能模块；第叁章： 分析了数控钻铣加工工艺特点，研究了数控编程中的数学处理方法；第四章：分析研究了二维轮廓刀位数据生成算法；研究了从AutoCAD2000的图形文件中提取数控加工数据的方法，以及图形的识别与排序方法，阐述了G代码的自动生成及代码反查的方法和过程；第五章：分析与讨论了数控指令的动态仿真基本算法及仿真实现的方法；第六章：系统开发工作总结及本系统存在的问题总结。
朱波[7]2005年在《面向数控下料加工的集成化板材优化下料系统的研究与开发》文中研究表明制造业量大面广,在不断生产产品、创造财富的同时,也在消耗大量的物料资源。板材加工在制造业中占有相当比重,通过应用优化下料软件辅助下料来提高板材的材料利用率,对节约资源和降低企业的生产成本具有重要意义。近年来,数控技术在板材下料加工中的应用日益广泛。将优化下料技术与数控技术相结合,开发面向数控下料加工的板材优化下料系统,不但能提高板材的材料利用率,而且能提高数控下料加工效率。本文从CAD/CAM 集成的角度对板材的数控下料过程进行了分析,对实现板材优化排样CAD 和板材下料自动数控编程CAM 涉及的部分关键技术作了较为深入的研究。论文首先分析了制造企业在板材数控下料加工环节的基本需求,在此基础之上,提出了面向数控下料加工的集成化板材优化下料系统的总体设计方案,在方案中对系统的体系结构和功能结构进行了设计,并对各个功能模块的设计思路和处理流程进行了详细分析。然后针对系统涉及的部分关键技术进行了研究。分析了经典的矩形件优化排样算法——列生成法和针对异形件的矩形包络算法;研究了基于ObjectARX 的AutoCAD 开发技术,结合对AutoCAD 图形数据库结构及其基本操作的分析,给出了下料轮廓图和排样图的生成方法;研究了板材数控下料加工的工艺处理技术,建立了一种直接基于排样图进行的图形交互工艺规划方法;研究了在AutoCAD环境中的板材下料数控仿真技术,给出一种通过增量修改图形实体对象实现的动态仿真方法;提出以软插件技术构建集成下料系统的数控编程后置处理部分,能够有效解决因数控下料机床指令格式及控制参数不统一导致的自动编程软件系统不易实现通用性的问题。基于本文所作研究开发了集成化板材优化下料系统的部分功能,并在企业中得到应用,取得了较好的应用效果。
徐东鸣[8]2002年在《发电设备板材下料数控加工的自动编程与仿真技术》文中提出发电设备是一种大型、复杂、钢结构的机械设备，其生产方式一般是单件或小批量生产。发电设备具有零件种类多、同类零件数量少、零件总量大的特点，采用“集中下料、优化排样、数控下料”的生产管理模式才能有效减少下料过程中的材料浪费、提高企业的生产效率和经济效益。由于优化排样和数控编程都是一个需要完成大量数据处理的过程，因此必须借助计算机来提高效率。本文以国家863／CIMS主题推广应用工程资助项目“东方电机CIMS应用工程”为背景，研究图形数据的采集和处理的方法、自动数控编程和加工仿真的工作原理，开发发电设备板材下料作业数控编程与加工仿真软件。本文的主要研究内容与成果如下： 1) 分析了我国发电设备制造中板材下料加工的概况，阐明了提高板材下料利用率对企业的重要意义，讨论了发电设备板材下料CAD／CAM系统的软件开发实现方式。 2) 分析了板材下料CAD／CAM系统的工作过程，给出了系统的体系结构和工作原理，针对本文的研究项目，采用结构化程序设计的方法，制定了板材下料数控编程及加工仿真系统的总体设计方案。 3) 论述了典型化数控编程思想对数控编程的意义和基于组件技术的应用对简化软件结构、建立模块化系统结构的作用，讨论了图形处理的相关数学模型，并给出了具体应用方法。 4) 讨论了AutoCAD图形数据的访问技术，研究了基于V-lisp的图形数据访问实现方法。论述了加工仿真技术在数控加工领域中的应用概况，与基于V-lisp的实现方法。 5) 开发了发电设备板材下料作业数控编程与加工仿真软件，并结合运行实例说明了软件主要模块的功能及实现方法。
李慎旺[9]2006年在《人造骨骼造型及加工方法》文中进行了进一步梳理人体骨骼模型的个体化制造与加工是医疗康复工程中的一个热点问题,人体骨骼模型制作的好坏直接影响到医学治疗的质量。由于人体骨骼具有形状复杂和不规则性的特点,因此人体骨骼模型的叁维建模和制造加工是急需解决的问题。 本文以股骨头为研究对象,利用CT(计算机断层扫描)获得的骨骼图像,通过CAXA制造工程师软件完成对人股骨头模型的建模与仿真制造加工。 在对人体骨骼的叁维建模过程中,将CT扫描所得的二维断层图像,通过图像预处理、轮廓提取处理来获得骨骼表面一定数量离散点即股骨头点云。 对股骨头点云通过插值、拟合等方法生成曲线,再采用分片拟合的方法拟合形成骨骼的理想表面。应用这个曲面可最终生成能用于数控加工的CAD实体模型。 在对股骨头的数控编程中,应用CAXA制造工程师,编制出了股骨头的加工程序。股骨头的外轮廓面用知识加工的方法进行粗加工及精加工。并进行后置处理生成数控加工代码(G代码)进行加工仿真。 最后,对全文的研究工作和取得的成果进行了总结,并提出了进一步研究的建议和设想。
李小力[10]2008年在《基于UG的数控编程及加工自动化的研究》文中认为数控加工编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一,其核心工作是生成刀具轨迹,然后将其离散成刀位点,经后置处理产生数控加工程序。它在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。作为高端的CAD/CAM/CAE软件,Umgaphics(UG)软件各大功能高度集成。UGCAM是UG的计算机辅助制造模块,与UG的CAD模块紧密地集成在一起,可以为数控铣、数控车、数控电火花线切割机编程。虽然UG CAM有着强大的功能,但CAM系统只能从CAD系统获取产品的低层几何信息,无法自动捕捉产品的几何形状信息和产品高层的功能和语言信息,它的加工参数的设置是一个复杂的过程,需要操作者有良好的机加工经验,并且有一定的数控编程和数控加工基础,当然,其中还需有UG建模的基础知识。因此,在UG数控编程过程中,会出现很多的人机交互过程,需要操作者指定各种各样加工工参数。这样对编程人员提出了很高要求,并在一定程度上延长了数控编程的时间。本文利用UG的二次开发平台和技术对UG CAM模块中的主要叁种铣削操作平面铣、型腔铣和固定轴曲面轮廓铣进行研究和二次开发,主要工作内容为:(1)提出加工类型识别算法,对待加工的3D模型进行自动识别,提出合理的加工类型建议,供UG CAM数控编程操作者参考。(2)研究平面铣、型腔铣和固定轴曲面轮廓铣叁种加工类型中各参数意义,简化加工过程参数设定,减少加工过程中人机交互界面,提高数控编程效率。(3)研究UG/Open二次开发工具,利用VC C++6.0开发平台,调用UG/open API相关函数,开发与UG风格一致的加工菜单和人机对话界面。通过对UG CAM数控编程及加工自动化的研究与开发,能够缩短数控编程所需时间,减少加工参数设置,突出加工工艺路线,降低数控编程过程中人为的错误或遗漏的设置给编程带来的不利影响。同时,对UG数控编程及加工自动化的研究与开发有利于不熟悉数控加工编程的操作者在缺乏数控编程经验和相关机加工知识的情况下,在短时间内编制出基本符合加工工艺的数控加工程序,利于他们了解UG CAM的基本过程,更快地掌握CAM的应用。
参考文献：
[1]. 基于数控加工图形数据处理方法的研究[D]. 胡国玉. 新疆大学. 2003
[2]. 基于DXF文件的参数化数控加工图形库的构建[D]. 王淑芳. 武汉理工大学. 2009
[3]. 数控加工过程几何仿真中碰撞检测与精度检验技术研究[D]. 熊建伟. 电子科技大学. 2014
[4]. 基于OpenGL的数控车削仿真系统的研究[D]. 程萍. 兰州理工大学. 2007
[5]. 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
[6]. 数控钻铣床自动编程系统研究[D]. 陈文涛. 新疆大学. 2004
[7]. 面向数控下料加工的集成化板材优化下料系统的研究与开发[D]. 朱波. 重庆大学. 2005
[8]. 发电设备板材下料数控加工的自动编程与仿真技术[D]. 徐东鸣. 四川大学. 2002
[9]. 人造骨骼造型及加工方法[D]. 李慎旺. 河北工业大学. 2006
[10]. 基于UG的数控编程及加工自动化的研究[D]. 李小力. 武汉理工大学. 2008
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