【硕士论文】基于OpenGL的虚拟机床建模与仿真.pdf

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1、西北工业大学硕士论文摘要摘要虚拟机床技术是20世纪90年代中后期随着虚拟制造发展而提出的一项新技术，它是虚拟制造的支撑技术之一。它所具有的巨大经济效益及广阔的应用前景，使其正日益成为国内外研究的热点之一。本文论述了基于OpenGL三维图形引擎实现机床几何建模和运动仿真的方法，本文所述方法可以实现任意数控机床的几何建模和运动仿真。虚拟机床所蕴含的内容十分丰富，几何建模和运动仿真是其最为基本的部分，是实现虚拟机床全功能仿真的基础。本文运用面向对象建模技术建立了虚拟机床各部件的三维模型，然后以构造的实体几何法(CSG)

2、构造出整个虚拟机床几何模型。在几何模型的基础上，本文详细分析了五坐标加工中心的运动形式，建立了虚拟机床的运动模型，运用基于线性插补的时间分割算法实现了对虚拟机床的运动仿真。本文最后论述了真实感显示及虚拟漫游技术在虚拟机床中的运用。本文就虚拟机床的几何建模和运动仿真作了一些有益的尝试，基本构造出了一个用于数控培训的仿真平台。当然，要实现虚拟机床的全功能仿真，还有大量的工作要做，还有待人们作进一步的研究开发。关键词:虚拟机床OpenGL几何建模运动仿真真实感显示虚拟漫游西北工业大学硕卜论文ABSTRACTABSTRA

3、CTThevirtualmachinetool(VMT)isanewtechnologygoingwiththedevelopmentofvirtualmanufacturing(VM),it'soneofthekeytechnologiesofVM.Itpossessesenormouseconomicbenefitsandwidestapplicationoutlook,soit'sgraduallybecomingoneresearchfocus.Thisthesispresentsamethodabout

4、geometrymodelingandkinematicssimulationofVMTbasedonOpenGLgeometryengine.IntermofthemethodmodelingandsimulationofanykindsofNCmachinetoolcanbeconstituted.ThecontentsofVMTareenrichment.ThebasicpartsofVMTaregeometrymodelingandkinematicssimulation,thesearethefound

5、ationforthefullfunctionsimulationofVMT.Inthisthesis,atfirsteverygeometrymodelofVMT'scomponentisdesigned勿theprinciplesofObjectOrientedProgramming(OOP),andthentheVMTisconstitutedthroughCSGBasedonthegeometrymodelingthethesisdissertatesthemovementmannerofthe5-axi

6、smachinetool,setsupthekinematicsmodelandrealizeskinematicssimulationaccordingasthetime-dividedinterpolationarithmetic.FinallythethesispointedouttheimplementationofrealisticdisplaytechnologyandvirtualroamingtechnologyinVMTThethesismadeausefulatemptonmodelingan

7、dsimulationofVMT,andupbuildedaplatformtotraintheNCmachinetooloperator.西北工业大学硕卜论文ABSTRACTButinordertorealizefullfunctionsimulationofVMTtherearestillmanyhardtaskonwhichwemustwork.Keyword:VirtualMachineTool,OpenGL,GeometryModeling,KinematicsSimulation,RealisticD

8、isplay,VirtualRoaming西北工业大学硕士论文第一章绪论第一章绪论'1.1虚拟制造的发展自上个世纪70年代以来，随着经济的发展和市场日趋饱和，全球制造企业之间的竞争越来越激烈。决定制造企业全球竞争能力的主要指标是产品的开发时间(Time)、质量(Quality)、成本(Cost)以及相应的服务(Service)，即TQCS.改进产品功能、提高产品质量、缩短