数控机床刀架虚拟装配仿真系统设计和实现.pdfVIP

2013年5月 机械设计与制造工程 May．2013 第42卷 第5期 MachineDesignandManufacturingEngineering V01．42No．5 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．05．004 数控机床刀架虚拟装配仿真系统的设计与实现 张 宇 (天津职业技术师范大学 天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津 300222) 摘要：以LDB4数控机床刀架为例，搭建了可视化交互仿真系统的总体框架，阐述 了在 EON开发 环境下实现虚拟装配运动仿真的过程 以及装配路径的规划方式。以VC++6．0为集成工具，进 行了系统界面设计，将各功能模块进行 了封装，完成了虚拟装配仿真系统的开发。 关键词：虚拟装配；仿真；路径规划 中图分类号：TP391 文献标识码 ：A 文章编号：2095—509X(2013)05—0016—03 虚拟装配系统以装配对象的三维实体模型为 1 系统功能模块及总体框架 基础，在计算机上对装配操作的全过程进行仿真， 1．1 开发环境的选择 真实地模拟和展示产品的相关特性。虚拟装配系 EONStudio是一种虚拟现实环境生成工具，可 统的作用主要有：在设计和制造阶段，可以通过仿 以依据使用者的意图，研发实时3D应用程序。本 真环境优化产品设计，避免或减少产品实际加工中 文选用VC++6．0与EONStudio相结合，进行交 的反复试制或改进；在装配阶段 ，可以通过虚拟环 互式虚拟装配仿真系统的开发。所设计的数控机 境模拟装配过程，利用计算机对装配序列、装配路 床刀架虚拟装配系统，主要应用于教学，系统在满 径的规划进行验证和纠错 ，从而降低装配成本；将 足虚拟装配仿真的基础上，易学易用，操作简便灵 虚拟装配与实际装配相结合，创建沉浸、半沉浸的 活，并具备可拓展的功能。 虚拟环境，对于培训和教学而言，可 以提高装配操 1．2 系统的构成 作人员的工作效率H 。 构建虚拟仿真系统的主要任务是实现数控机 数控机床刀架是数控车床的执行机构，是重要 床刀架三维可视化模型的展示，按照合理的装配序 的功能部件，它在一定程度上标志着数控车床的技 列和装配路径进行运动仿真和人机交互操作训练。 术水平，并且与加工精度和生产效率密切相关。通 本文所建立的交互式虚拟装配仿真系统主要包括 三维模型创建模块、模型导人模块、装配仿真模块、 过虚拟装配仿真系统可以更加安全、高效地掌握数 人机交互模块、功能集成模块 。在功能上主要包括 控机床刀架的工作原理和装拆方法，对于数控机床 装配体零部件结构展示、快速装拆仿真、虚拟装配 的检测和故障维修具有重要意义。LDB4数控机 和虚拟拆卸。 床刀架为经济型数控车床 电动刀架，在加工制造业 具有广泛的应用场合。本文以LDB4数控机床刀 2 技术路线及功能实现方法 架的虚拟仿真为背景，以虚拟装配培训为 目标，利 2．1 三维模型的创建与导入 用虚拟现实技术原理，为产品装配过程的设计、规 本文选择利用 Pro／E建立 LDB4数控机床刀 划和运动仿真分析构建一个实用的平台。这个系 架的三维模型，用它建立的三维数据模型