数控加工仿真系统的研究与应用.pdf

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1、小型微型计算机系统2010年6月第6期JournalofChineseComputerSystemsVOL31No．62010数控加工仿真系统的研究与应用彭健钧’，郭锐锋，张世民，邵志香，丁万夫(中国科学院研究生院，北京10039)(中国科学院沈阳计算技术研究所，辽宁沈阳110171)(大连工业大学信息科学与工程学院，辽宁大连116034)E·mail：pengjianjun@sict．ac．cn摘要：介绍数控加工仿真系统的整体设计，提出格栅voxel三维实体建模方法，刀具扫描体的生成算法，实现了刀具切削工件过程的动态仿真，并对碰撞检查算法进行了初步的研究．基于以上

2、方法，建立了蓝天数控系统的加工仿真系统，在加工前对加工程序进行验证，在h~：r-时对刀具轨迹的执行、工件的切削过程等进行实时监控．关键词：数控加工仿真系统；格栅voxel；刀具扫描体；碰撞检测中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1000—1220(2010)06—1240-05ResearchandApplicationofNC(NumericalContro1)MachiningSimulationSystemPENGJian-jun'’，GUORui．feng，ZHANGShi．min'，SHAOZhi．xiang·，DINGWan—fu’0(Grad

3、uateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)(ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110171，China)(InformationScienceandEngineeringCollege，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China)Abstract：Thispaperin~oducesthewholedesignofnumerica

4、lcontrol(NC)machiningsimulation，proposesgridvoxelthreedimen—sionsmodelingmethod，generationalgorithmofsweptvolume，therealizationoftoolcuttingworkpiecedynamicsimulation，andpre—liminarystudyoncollisiondetection．Basedonthesemethods，machiningsimulationofLTNCsystemisimplemented，whichcanveri-

5、fythemachiningprogrambeforeprocessingandmonitortooltrajectoryandcuttingprocessonprocessingreal—timely．Keywords：NCmachiningsimulationsystem；gridvoxel；sweptvolume；collisiondetectionl引言式系统，它的硬件资源有限，要求具有实时性．五轴数控系统不同于三轴数控系统，刀轴的方向是不断变换的．格栅voxel当今全球制造业竞争激烈，迫使制造商必须提高加工效实体建模方法具有简单的数据结构，能表示复杂的几何

6、物体，率．提高竞争水平最有效的方法是使用最先进的设备和加工具有快速更新和占用较少内存空间等特点，适用于五轴数控技术来提高加工效率和加工质量．五轴数控机床能够高速、有加工仿真系统．本文阐述了五轴数控系统刀具扫描体的几何效地加工复杂的几何体，完成多维高精度的加工．随着五轴数计算方法，基于格栅voxel实体建模方法和刀具扫描体的几控机床的倍受青睐，数控编程也更加复杂化，NC代码的错误何计算，实现了碰撞检测和加工过程的动态显示，将复杂的三率也越来越高J．一旦出错，将会带来巨大的损失．维不规则几何体计算转换为规则几何体间的计算，加快仿真数控仿真系统能够减少甚至完全消除试切和人

7、工验证的速度，实现仿真的真实性．过程．在新的数控加工程序进行实际加工前，程序员可采用数控加工仿真系统在计算机上虚拟其加工环境、加工过程，检测2数控加工仿真系统的设计出程序设计中的错误、可能出现的各种问题，比如过切、欠切等现象，刀具的损坏，或加工出废的产品，零件与刀具、刀具与2．1整体结构夹具、刀具与工作台的干涉和碰撞．程序员甚至可以根据仿真基于蓝天数控系统，解释器读取工件程序进行词法分析、系统确认切削完成的加工产品和原设计意图是否吻合，进行语法分析等检查工作，提取数控程序中加工工艺信息和刀具细节分析，尽可能保证程序在第一次投入正式的加工时就是信息．数控加工仿真系