基于OpenGL的虚拟车削加工图形建模.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 29卷 第 3期 2005年 6月 j()URNAIOFDAQING PETROIEUM 1NSTITUTE Vo1．29 No．3 Jun． 2005 基于 OpenGL的虚拟车削加工图形建模 刘 勇 ，刘贤娟 (1．大庆石化公司 电子商务部，黑龙江 大庆 l63714； 2．中国石油天然气管道工程有限公司 国际事业部 ，河北 廊坊 065000 ) 摘 要：提出了基于 OpenGI的机床部件图形建模方法，将零部件的表面要素分解 ，分别建立参数方程，然后重新组 合，实现了零部件的三维参数化几何造型 ；利用双缓存技术，通过交换缓存区的数据 ，实现 了加工动作的实时显示；通过 控制延时函数的参数，实现了对加工动作速度的控制；应用c++Builder语言和OpenG1图形接 口，对数控车削中的 10 种表面要素进行了图形建模和车削动作的实现． 关 键 词：虚拟加工；图形建模 ；双缓存；数控车削；OpenGI 中图分类号：TD406 文献标识码：A 文章编号：l000一l891(2005)03—0083—02 虚拟加工技术要求有正确的计算方法和准确生动的表现形式Ⅲ ，具有先进性、拟实性、普遍性、开放性 和简化性 ．OpenGL具有独立于操作系统和硬件环境的三维图形库，有强大的图形功能和 良好的跨平 台移植能力，应用底层的程序实现图形的绘制和动画，与高级语言有 良好的配合能力，因此，选择 OpenGL 来创建虚拟加工环境． 1 机床部件图形建模 r — (f)c。s 一 (f)sin 1一 (f)+0h(27c) 彳2．二=aCOS0， 收稿 日期 ：2003一l2—27；审稿人：张玉斌；编辑：任志平 作者简介：刘 勇 【1968一)，男。工程师 ．主要从事化工机械管理和制造方面的研究 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 29卷 2005年 应用此建模思想 ，对机床各部件，如尾座、钻 头 、铰刀 、冷却液喷管 、操作面板 、防护罩等分别完 成图形的建模，然后对机床整体建模，得到机床全 景建模视图，见图 1，它的各组成部分能独立完成 与其功能相一致的加工动作，同时，还可以整体完 成空间任意角度的旋转 ，加上其它对用户具有沉浸 感的各种效果的配合 ，可实现虚拟加工环境的大部 分设想． 图 1 机 床全 景 建模 视 图 2 数控加工动作的实现 机床部件的图形建模完成后，该图形即具有一定动作的能力和可按确定的轨迹实现动画功能．Open— GL中动画是采用双缓存技术来实现的．在实现图形显示 以前 ，分配 2个缓存 区，在执行图形显示任务的 同时，在 1个缓存区中执行绘制命令，在另 1个缓存 区中显示图形．实现加工动作时，将 1个动作分成很 多微小的部分 ，1个缓存区显示其中的一部分 ，而另 1个缓存区则绘制另一部分．迅速的交换 2个缓存区 中显示的动作 ，连续不断的执行显示图形、绘制图形和交换缓存区．由于人的视觉对每秒超过 25幅以上 的切削加工场景有短暂的停留，因此 ，可看到连续的加工动作．OpenGL中没有切换缓存区的命令 ，缓存 区切换依赖于窗口系统，需用到 glut库 ，它提供切换缓存区的函数 glutSwapBuffers()． 在车削加工过程中，模拟切屑形成的方法 是首先建立屑型的数理模型，主要参数有切屑的上卷 曲 率、横卷曲率和流屑角 ，根据数理模型把切屑分成连续螺旋屑、发条屑、“c”型屑或弧型屑和垫圈型切屑， 采用基于特征实体参数化造型方法和基于不同切屑成型机理的单体特征分类造型方法 ，动态模拟切屑的 生成、卷