基于网络的数控加工表面质量预测系统的研究

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1、76基于网络的数控加工表面质量预测系统的研究工具技术赵宁廉哲满延边大学摘要：提出了一种基于网络的数控加工表面质量预测系统的系统构架，该系统具有响应速度快、成本低、安全性好等特点。关键词：网络，数控，表面质量StudyonNCMachiningSurfaceQualityPredictionSystemBasedon、ⅣebZhaoNingLianZhemanAbstract：Akindofsurfacequarrypredictionsystem曲w删脚inNC111∞llillil【lgbaseonwebisproposed．Thesys

2、temhasmanycharacteristics。suchasfastresponse，lowcostandhighsafety．Keywords：Web，numericalcontrol，吼Ⅱ白cequ日lity1引言数控加工技术[I]具有自动化程度高、加工精度高、柔性大等特点，而驱动数控机床加工的数控代码是否正确直接关系到加工工件质量的优劣以及机床和加工者的安全。因此，对数控代码程序进行加工前的错误检验显得十分必要。传统的代码检验方法是试切法，即在对代码进行基本语法检测后，在机床上进行试切加工，加工完后对工件进行检测，并根据结果修改数

3、控程序，再试切、再修改，直到数控程序达到要求为止。这使得产品的生产周期较长，并且试切加工会提高生产成本。本系统通过计算机虚拟加工过程及输出的工件形状来判断数控程序的正确性，简单易行，检验周期短，效果好，能有效地控制生产成本和开发周期。2数控加工计算机仿真技术研究现状数控加工的计算机仿真主要有两部分：一是几何仿真，对加工零件表面形貌进行仿真；--是物理仿真，仿真加工过程的物理数据，比如切削功率、切削热、表面质量等。后者具有仿真的真正意义，但几何仿真是物理仿真的基础。目前国内外研究主要集中在基于本地服务和基于网络的计算机仿真系统，互有优劣，但后

4、者从成本、安全性、资源共享性等考虑均优于前者。国外已研制出几种仿真软件或模块，如CG—h公司的Vericut和法国Deimia公司的vNC。国内有一定差距，也取得了一定研究成果，如南京航空航天收稿日期：2008年4月大学研究开发的Supennan2000CAD／CAM的仿真模块、上海宇龙数控仿真系统。该类模块已能实现代码的检验、视图的移动、旋转、放大、缩小、视觉感受较好，但在物理仿真方面较为薄弱。国内仿真发展走与国外相同的路子，如代码的验证、几何数控加工的模拟、寻求算法、编制程序来优化几何数控仿真【2I。刘晓辉等【3]采用Vc++与Open

5、GL结合的开发方式来完成数控仿真系统，实现了基于本地服务的数控几何仿真系统；陈秀生等HJ建立了基于表面粗糙度预测的数控车削加工物理仿真模型，实现了基于本地服务的数控物理仿真系统；霍志璞等【5J采用基于网络的Java结合VRML方式实现网络化的远程仿真系统平台，但仅停留在几何仿真方面；陈冰等[6]开发了一种e．Service驱动下的数控加工过程仿真系统，实现了基于网络的物理仿真，但物理仿真的条件有限。3系统开发环境本系统在网络环境下运行，可对数控加工程序进行检验，并能对在该数控程序驱动下加工的工件表面质量进行预测。所研究的表面质量主要是工件的

6、表面粗糙度，因为表面质量大大影响着相互接触零件的机械和物理性能，如磨损、摩擦、润滑、连接件之间的密封性、接触刚度、接触应力、承载能力和热传导性等。本系统还可实现对数控车削代码的检验，并能对加工出的工件表面质量进行预测，从而指导数控代码编译人员。系统开发版本有单机版和网络版。单机版的知识产权难以保证，易遭到破解和篡改，移植能力差。网络版分为c／S和B／S两种模式。C／S(Client／Serv．2008年第42卷N08er，客户端／服务器)模式的主体软件资源仍在客户机中，不能保证安全性。B／S(Browser／Server，浏览器／服务器)模

7、式以Web浏览器作为客户端，操作界面友好，逻辑层向服务器端转移，节省了开发时间，其最大优势在于强大的跨平台移植能力一J。本系统采用B／S模式，选择Java和VRML联合开发。Java语言简单易用，跨平台应用性良好。三维场景显示方面，VRML应用简单，效果好。4系统开发模型本研究系统模型如图1所示。用户通过客户端(浏览器)向服务器提交数控程序代码，通过服务器端的转换模块对数控代码进行转换和检验，并向加工仿真模块提交仿真主要参数，如主轴转度、进给量等信息，再由加工仿真模块进行数控加工仿真计算，将结果传回客户端。客户端输出内容由几何仿真结果和表面

8、质量预测结果两部分组成。最后用户既可检验数控程序的正确性，又可通过表面质量的输出结果来判定和改进数控程序，优化数控程序。t=t蔓腿世I数控代码解l网I析模块l岫IfInterne