三轴铣床加工仿真系统开发

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1、三轴铣床加工仿真系统开发摘要随着制造业的飞速发展，近些年来涌现了一大批新的制造技术，而虚拟制造就是其中的一个非常重要的新技术，它集中体现了制造业信息化、自动化、智能化的发展趋势。数控仿真是虚拟制造的一项关键的基础技术。本课题的任务就是建立一个三轴数控铣床加工的仿真系统，它应该能够根据输入的数控指令，在计算机上用3维图形方式完成对JJtJq-过程的真实模仿。仿真系统的开发选择的是Vc++开发平台和OpenGL图形库。0penGL是SGI公司出品的优秀的图形接口，它独立于具体的软硬件环境，具有良好的可移植性，同时提供

2、了非常丰富的图形渲染指令，是3维图形系统开发者的一个比较好的选择。系统的开发遵循了模块化和面向对象的思想，将整个系统按着功能划分成NC代码编译、刀具管理、工件管理、动态仿真和人机接口等几个模块。用类的形式实现模块封装，大大提高了系统的可移植性和后续开发的简易性。在查阅和研究了国内外大量的关于数控仿真的资料后，本课题实现了一种称之为工件上表面三角网格化的实体建模方法，建立了描述工件信息的数据结构，大大方便了加工过程的动态仿真。111同时，系统还实现了对铣床加工中常用的数控指令的辨别翻译功能，能够将输入的数控指令字符

3、转换成驱动系统动态仿真的有效信息。针对不同的刀具，课题设计推导了表述刀位运动轨迹的数学算法，并用编程语言加以实现。为了方便使用者的操作观察，系统设计了友好、简单的操作界面，允许用户进行刀具、工件及环境参数的设置，提供了NC代码输入观看窗口。并针对用户需要可以调节仿真过程的运行速度、观看角度及场景大小等。最后，本课题设计实现的具有良好操作界面的仿真系统，能够忠实的展现铣床加工的刀具轨迹及加工工件，检验NC代码的正确性，是具有一定的使用价值，符合我国发展数控仿真技术的国情需要。关键词铣床加工数控仿真三角网格Nc代码检

4、验ⅣM_ACHININGSIMULATIoNoF3一AⅪSMILLINGMACⅡINEABSTRACTWiththedevelopmentofmanufacturing，therearecomingforthmanynewmanufacturetechnology,virtualmanufacturingistheimportantoneamongthose．Itprensentsthemanufacturing’Sdevleopingtrendofinformation，automationandintelli

5、gentize，NCSimulationisthekeytechnologyofitThisresearchistobuildupasimulatingsystemof3-axismillingmachine．AccordingtotheNCcode，thesystemshouldsimulatethemachiningprocessinthewayof3Dgraphic．．Wechoosethevc++platfotinandOpenGLtoachieveoursystem．OpenGLisagraphicin

6、terfacethatcansmoothlyworkinspiteofthedifferencebetweensoftwareorhardware，anditalsoprovidesmanyinstructionstorenderthescreen．SoOpenGLisagoodchoiseforgraphicsystemdevelopers．Guidedbymodularandobject—orientedthinking，theentiresystemwouldbedividedintoNCcodetrans

7、lation，cuttermanagement，blankmanagement，dynamicssimulationandhuman-computerinterfacemodules．Packingthesemodulesindifferentclasseswillimprovetheportabilityandfollow-updevelopmentsimplicity．A舭rresearchingalotofinfcIrmationonNCsimulatio—n，thisPaperputsoutanewent

8、itymodellingmethodcalledtriangulargrid，andestablishsadatastructtodescribingtheblankwhichgreatlyfacilitatesthesimulation．ThesystemcandistingusihandtranslatethecommonNCcodesusedbymillingmac