王正滨[1]2003年在《面向铣削加工的虚拟机床技术的研究》文中提出21世纪的制造业为了提高竞争力，适应快速变化的市场，必须以最快的上市速度，最好的质量，最低的成本，最优的服务及最清洁的环境来满足不同客户的需求和社会发展的需求。虚拟机床(VMT)就是为达成这一目标而产生的一种用于实现各种先进制造模式的新兴的使能技术，并处于迅速发展之中。数控技术是现代化加工设备的基础，发展先进制造技术，必须发展数控技术。而数控铣削是现代加工中不可缺少的一种加工手段，因此面向一般数控机床用户，以铣削加工为背景，在Windows环境下设计一个仿真数控铣削软件，将仿真结果变换成指令直接输给数控加工中心，以提高NC编程的效率与质量，改善NC加工环境是十分有益的。 本文在阅读和分析了大量国内外文献的基础上，以提高加工效率、缩短加工时间、降低加工成本、方便用户操作为目的，提出了“面向铣削加工的虚拟机床技术的研究”的课题，对虚拟机床的结构和功能进行了探讨和研究。 本论文首先介绍了虚拟现实的概念、特征、分类以及使用的计算机平台、外围设备、应用软件。讨论了虚拟机床的关键技术，在机械工程中的应用及其目前的发展情况。讨论了虚拟制造的相关技术的发展状况以及目前的研究成果。分析了虚拟机床实现的方法。 然后对虚拟铣削加工的建模方法和虚拟环境的建立作了分析和研究。用OpenGL函数库工具建立了铣削加工中心的叁维几何实体模型。对实体模型加以颜色、光照、材质和纹理等处理，建立了逼真的虚拟铣床操作环境。并实现了用鼠标和键盘作为输入设备，显示器作为输出设备进行铣削加工的动态演示。该操作动画具有较强的交互性和一定的沉浸感。此虚拟铣床仿真系统为虚拟技术在机械工程中的应用作了一些基础性的研究工作。该应用程序为虚拟现实在铣削加工中的应用奠定了一定的基础。 最后探讨了如何利用VRML技术实现虚拟制造的网络文件数据交换，并给出了具体实现的方法，为基于计算机网络的远程加工作了一定的基础性工作。 本论文的研究开发工作都是在PC机上进行的。本地虚拟铣削系统使用VisualC++6.0编程语言，并用到了OpenGL函数库工具和基于3DMax实体造型工具。网络文件数据交换部分利用Java和VRML语言实现。
陈波[2]2005年在《基于UG与VERICUT的虚拟机床技术研究》文中提出中国的制造业面临着巨大的机遇和严峻的挑战。机床工业是装备制造业的核心,关系国家的经济命脉和安全。虚拟机床是虚拟制造技术的热点研究课题之一。 以数控加工仿真为主要内容的虚拟机床技术可以在计算机上解决实际加工中遇到的各种问题,提高编程速度,缩短开发周期,降低生产成本,提高产品质量,并得到了广泛的实际应用。因此本文通过运用CAD/CAM软件UG和专业数控仿真软件VERICUT,针对XKN7125型叁轴立式数控铣床进行了虚拟机床技术的研究。 本文通过查阅大量文献资料,系统研究了虚拟机床技术的产生、研究内容、研究现状及应用前景。并通过察看说明书等资料和实际动手操作,全面了解了XKN7125型叁轴立式数控铣床的结构、功能、主要参数及数控系统。同时深入学习了CAD/CAM软件UG的各个模块,重点学习了其中的建模、加工及后处理模块,对专业数控仿真软件VERICUT进行了全面的学习。以上是虚拟机床技术研究的前期工作。 本文利用软件UG的CAD模块建立了数控机床、被加工零件及毛坯的参数模型,同时在CAM模块中完成了数控编程工作,并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的G代码;在调入由UG输出的机床及被加工零件的STL模型和数控代码的基础上,本文运用VERICUT进一步创建了数控系统文件和刀具文件,实现了数控加工过程仿真,并进行了刀具轨迹优化和加工质量检验,实现了完全的虚拟加工过程,保证了数控程序的正确性。 本文通过实验对课题理论研究部分的内容进行了验证,证明将UG和VERICUT相结合进行虚拟机床技术研究是一种可行的方法。
刘峙[3]2008年在《基于Pro/E与VERICUT虚拟数控加工技术的研究》文中研究说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。
曾强[4]2009年在《叶轮类零件的五轴联动数控加工与仿真》文中进行了进一步梳理·叶轮类零件是机械装备行业重要的典型零件,在能源动力、航空航天、石油化工、冶金等领域应用广泛。叶轮的造型涉及到空气动力学、流体力学等多个学科,叶轮所采用的加工方法、加工精度和加工表面质量对其最终的性能参数有很大影响。随着数控技术、CAM技术的发展,叶轮的加工技术也日新月异。为了提高叶轮类零件的生产水平,本文结合企业的具体生产条件,针对叶轮的五轴联动数控加工技术展开研究。本论文主要以整体叶轮五轴数控加工的后置处理、加工仿真和优化等为核心内容,结合数控加工过程中的外延内容如加工工艺和UG／CAM等技术,对整体叶轮的五轴数控加工进行了较为全面的研究。本文研究了叶轮的加工工艺,分析了叶轮加工的工艺难点和技术要求,提出了叶轮加工的工艺规划,包括工艺阶段的划分、毛坯的选择、刀具的确定、夹具的选择等。文章分析了整体叶轮各个加工部分的特征,在基于UG/CAM平台上,对整体叶轮各个部分采用不同的加工方法,并且进行了编程,得到了刀位轨迹文件。针对实际加工使用的DMU100 monoBLOCK五轴数控机床,本文运用NX/Post Builder后置处理工具为此创建了专用的后置处理,并将刀位轨迹文件转化成为加工用NC代码。本文在VERICUT系统中创建了DMU100 monoBLOCK虚拟机床和刀具库及程序,利用其仿真模块对零件加工过程进行动态仿真演示,并在系统中对零件进行了加工质量检查与刀具轨迹优化,实现了完全的虚拟加工。此外,本文还通过实验对课题的理论研究部分进行了验证,将设计零件在实际机床上进行了加工,并与其在VERICUT系统中的仿真加工结果进行对比。
瞿少魁[5]2014年在《NX CAM/VERICUT双环境下面向螺旋曲面产品制造的仿真系统研究》文中认为螺旋曲面产品广泛应用于现代机械制造、航天航空以及国防尖端工业中，是工程中最常见的复杂曲面之一。螺旋曲面产品的高精加工已经成为衡量一个国家制造业水平发展的重要标志之一。但螺旋曲面加工难度相对较大，加工效率低，废品率较高，在一定程度上限制了螺旋曲面产品的充分应用。本文在理论方法和关键技术上对螺旋曲面产品的数字化加工仿真进行研究，搭建加工仿真平台，以期合理地规划刀具轨迹，有效地避免工件过切、欠切现象，避免刀具与工件的干涉和碰撞，仿真整个产品的加工过程，减少NC代码的检测时间，进而达到缩短产品生产周期，降低加工成本，实现螺旋曲面产品高质量、高效率加工的目的。在对螺旋曲面分类和概括的基础上，基于微分几何学理论及矩阵论方法给出螺旋曲面按母线成形运动特点分类的一般数学表达式；拟采用平面解析几何学对曲纹螺旋曲面的一类特殊集合——圆弧型截形线螺旋曲面的加工方法开展研究，提出一种在待加工螺旋槽内搜寻驱动刀轴的直纹面的方法。该方法适用于螺旋槽槽宽较小且只需单层直纹面驱动走刀的圆弧截形线螺旋槽加工刀路规划。基于个例和积累，采用修正的生成等距直纹面的方法对非圆弧型截形线螺旋曲面加工方法进行研究，提出一种在待加工螺旋槽内搜寻驱动刀轴的直纹面的方法，并对适用该方法的螺旋曲面的条件进行描述。该方法适用于槽宽较大需多层直纹面驱动走刀的非圆弧型截形线螺旋槽加工刀路规划。拟在NX CAM和VERICUT双环境下构建数字化加工仿真系统，以验证驱动刀轴的直纹面搜寻方法的可操作性与正确性。NX CAM中，以圆弧型截形线螺旋槽工件为加工对象，采用修正的螺旋线扫描法对零件数字化造型，根据被加工零件的数控加工工艺规划并结合曲纹螺旋槽内搜寻驱动刀轴的直纹面的方法理论，规划零件的刀具轨迹。VERICUT中，以VMC850E立式加工中心为虚拟加工机床原型，基于对虚拟机床总体建模的研究结合机床参数及结构特点，搭建虚拟机床模型应用于仿真加工中。该系统为工件刀具轨迹规划、检验，加工代码生成、检测及优化等提供主动、便捷的解决方法，对四轴及以下联动机床能加工的螺旋曲面产品适用。在VMC850E机床上进行四轴数控铣削加工实证研究，对加工后螺旋槽的特征参数进行测量与检验，并将结果与虚拟检测结果比对，以验证仿真系统中规划加工工艺的合理性与加工代码的正确性，证明本文理论与技术研究内容的合理性与正确性。
宋建毅[6]2012年在《基于CY-VMC850型加工中心的虚拟数控加工系统的构建》文中研究说明随着制造技术的不断提高,虚拟数控加工技术更多的应用到实际生产中来。利用虚拟仿真加工,可以有效的检测和消除程序中的错误,缩短加工时间,减少废品的产生,避免重复工作,大幅提高工作效率,改善加工质量,降低了生产成本。同时,众多的高职类院校,普遍存在着学生多,数控机床等实训设备少的现状,学生轮流进行机床实操训练,时间短,效率低,教学效果差,且易出现机床碰撞,损坏机器。为此本文基于CY-VMC850型加工中心针对案例零件进行虚拟数控加工系统的构建,研究如何运用CAD/CAM软件Pro/E和专业数控仿真软件VERICUT实现虚拟机床的几何建模和仿真加工,有效缓解教学资源紧缺的状况,并拟将系统进一步应用到项目化教学和实训中。首先,对虚拟加工环境的构建进行了阐述,进而对数控机床加工仿真技术进行了研究。包括数控仿真加工原理、虚拟数控机床的功能配置、机床运动参数设置等,创建了基于CY-VMC850型数控加工中心的虚拟加工系统平台。其次,针对案例零件使用Pro/E软件的CAD模块进行直接建模,创建刀路轨迹,同时在CAM模块中进行数控仿真加工,完成了数控编程工作,生成NC程序。最后,运用VERICUT创建数控机床系统文件,对毛坯和夹具系统、刀具系统模块进行了建模,实现数控加工过程仿真,对加工尺寸、过切和欠切以及加工质量等进行了检验,并对仿真结果进行了优化,实现完全的虚拟加工。通过案例的虚拟数控加工表明,基于CY-VMC850型数控加工中心将Pro/E和VERICUT相结合进行的虚拟数控加工系统的构建是成功并有效的,保证了实际数控程序的正确性和数控加工过程的可行性、安全性,避免了因数控程序或设置等错误导致工件报废或干涉碰撞带来的机器损失,在教学和实训中可有效应用于项目化的教学和培训中,可以广泛的应用于高职类院校。
修珙理[7]2008年在《虚拟数控铣削几何及物理仿真系统的研究》文中研究指明随着科学技术的飞速发展和顾客需求的日益多样化,制造业面临全球范围的激烈竞争,为了生产出低成本的产品以及满足客户个性化要求,提高市场竞争力,虚拟数控加工仿真技术成为现代制造技术研究中不可缺少的重要内容。本文采用理论研究与实际应用相结合的方法,在UG平台强大的CAD/CAM功能基础上,对影响虚拟数控铣削加工仿真中的几何和物理因素进行了理论研究,提出了基于UG的虚拟数控铣削几何及物理仿真系统。本文所建立的系统主要基于UG软件平台,通过UG软件的二次开发技术以及VC++的MFC技术无缝集成虚拟数控几何及物理仿真系统,提出了创建虚拟机床库、机床夹具标准件库和虚拟机床加工环境的方法与步骤,并建立了各种标准件库,进行了加工参数优化,解决了仿真过程中几何及物理仿真结合的难题,最终实现了虚拟数控仿真。其中,机床的虚拟运动仿真以及参数优化的正确性是系统成功实施的关键技术。本文利用UG软件的ISV模块通过配置虚拟机床,进行后置处理,完成虚拟运动仿真;通过构造加工特征组合段建立了铣削加工多目标变参数优化模型,采用遗传算法对加工参数进行了优化。开发后的虚拟数控铣削几何及物理仿真系统,实现了几何仿真与物理仿真的集成,完成了针对不同加工环境的加工工艺参数的选择,人机交互能力强,操作方便,从而提高生产效率和加工精度,降低企业的生产成本,提高企业的效益和市场竞争力,对数控加工技术的发展具有现实意义。
王洪刚[8]2004年在《虚拟数控机床仿真系统的研究》文中提出随着数控技术在近几十年内蓬勃发展和计算机的广泛应用以及计算机图形技术迅猛的发展，数控仿真技术为了验证数控程序的可靠性及预测加工过程提供了强有力的工具。在现有的研究成果基础上，研究和开发具有高度真实感的虚拟数控机床仿真系统是本论文的主要目的。 本论文在论述了虚拟制造和虚拟数控机床基础上，结合NC仿真技术研究和开发了虚拟数控机床仿真系统。本论文包括以下几方面的内容： 第一章是绪论部分，首先概述了虚拟制造技术与虚拟制造系统、虚拟制造的分类及其实现的主要手段，并介绍了虚拟数控机床的特点及虚拟数控机床体系结构；然后着重介绍了目前虚拟数控机床系统所采用的仿真技术。 第二章采用面向对象分析和设计的方法对仿真系统进行了总体设计，同时建立了仿真系统的各个抽象对象类；并对虚拟数控机床仿真系统的总体结构及其各个模块进行了阐述介绍。 第叁章是本论文的主要内容，对虚拟数控机床仿真系统的几何模型的建模进行了详细的论述。重点论述了机床零部件几何模型的装配关系、几何模型的建模方法、工件模型的离散等关键技术。 第四章在几何模型的基础上介绍了仿真系统中的运动模型，详细论述了运动模型的坐标系、运动关系的建立、零部件及工件的运动模型在建立过程中和显示过程中所涉及到的关键技术。 第五章根据本系统所采用的建模方法对虚拟数控机床仿真系统的原型进行了研制，设计了一个美观、真实感强、图文声并茂的数控仿真环境；并针对研制过程中涉及到的技术进行了阐述。 最后，作者对本文的研究内容进行了总结，并对虚拟数控机床仿真系统的发展做了展望。
徐敏[9]2012年在《基于Pro/E和VERICUT的虚拟数车床建模与仿真应用》文中提出虚拟机床是指机床在虚拟环境中的映射。虚拟机床技术集制造技术、机床数字控制技术、CAD建模技术与仿真技术于一体。应用虚拟数控机床技术可以仿真数控加工过程，验证数控程序的正确性，评估加工工艺的合理性，减少加工试切的成本，缩短产品的生产周期，提早发现加工过程中的干涉情况。随着机械制造业的快速发展，社会急需大量的数控技术应用型人才。但是受众多职业学校学生多、机床数量少的条件限制，学生上机操作时间显着不足。且学生初次操作数控机床易发生机床碰撞，损坏设备等情况。因此，本文围绕虚拟数控车床选题，利用Pro/E和VERICUT软件实现虚拟数控车床的构建和加工仿真。从而解决数控设备紧张问题，节省实训成本。本论文主要完成以下几方面的内容：（1）通过查阅大量文献资料，系统研究虚拟数控机床的关键技术。（2）深入研究VERICUT系统各功能模块的和Pro/E软件的应用技术。建立虚拟数控车床的功能模型。（3）以现有的CAK6140型数控车床为原型，利用VERICUT软件和Pro/E软件构建虚拟数控车床仿真系统。完成了机床各项功能的设置和测试运行工作。（4）以典型工件加工为例，利用ProNC建立实际零件的加工模型，完成NC代码的制作。利用虚拟数控车床仿真系统对零件的加工过程进行仿真，对加工后的零件进行了质量分析。并进行了教学方面的研究和应用。通过以上的研究，证明了利用VERICUT软件与Pro/E软件所建立虚拟数控车床仿真系统切实可行。并有力的解决了教学用数控设备少，加工条件差的难题，对提高学生的数控技术水平起到了不可替代的作用。
毕海霞[10]2007年在《数字化机床建模及其切削仿真技术研究》文中研究指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。
参考文献：
[1]. 面向铣削加工的虚拟机床技术的研究[D]. 王正滨. 大连理工大学. 2003
[2]. 基于UG与VERICUT的虚拟机床技术研究[D]. 陈波. 大连理工大学. 2005
[3]. 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
[4]. 叶轮类零件的五轴联动数控加工与仿真[D]. 曾强. 西南交通大学. 2009
[5]. NX CAM/VERICUT双环境下面向螺旋曲面产品制造的仿真系统研究[D]. 瞿少魁. 华侨大学. 2014
[6]. 基于CY-VMC850型加工中心的虚拟数控加工系统的构建[D]. 宋建毅. 山东大学. 2012
[7]. 虚拟数控铣削几何及物理仿真系统的研究[D]. 修珙理. 哈尔滨理工大学. 2008
[8]. 虚拟数控机床仿真系统的研究[D]. 王洪刚. 浙江大学. 2004
[9]. 基于Pro/E和VERICUT的虚拟数车床建模与仿真应用[D]. 徐敏. 浙江工业大学. 2012
[10]. 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
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