机电一体化技术-数控多面加工仿真关键技术研究与实现.pdfVIP

* 数控多面加工仿真关键技术研究与实现 李春丽,邓化宇 (上海电力学院 数理系,上海 200090) 摘 要：提出了一种新型的实体模型的实时修改算法,解决了数控铣床多面加工仿真实现 问题，并且这种算法在计算机数控加工仿真软件中已经得到了很好的应用。 关键字:虚拟现实；实时修改；矩阵网格；数控铣床 中国法分类号：TP391.9 文献标识码：A Research and Implementation of Key Technologies for Machining Polysurfaces in CNC Simulation System LI chun-li, DENG hua-yu ( Department of Mathematics, Shanghai University Of Electric Power, Shanghai 200090) Abstract: A new real time amending algorithm is brought forward for entity model,which answer the problem how to realize milling poly surfaces in CNC simulation system.And the algorithm has been well applied to the CNC simulation system. Key words: Virtual Reality, Real time amending,Matrix gridding, NC 1 引言 虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR），作为一门新兴的高科技技术，已广泛应用 于航空、航天、制造等许多领域[1]，该技术的一个重要应用是对制造业一些现象的仿 真，最典型的就是对数控加工过程的仿真。目前,基于曲面造型[2]和实体造型[3,4]的 仿真技术已广泛应用于数控仿真中,对于三轴数控铣床的单面加工仿真也有了好的算法 [5]。 本文提出了一种新型的实体模型的实时修改算法,可以解决数控铣床多面加工实现 问题，并且这种算法在数控加工仿真软件中已得到了很好的应用。本文将具体阐述多面 加工实现算法的具体思想以及图形的真实感处理,并给出了具体的图示描述。 2 算法特点及其实现步骤: 2 ．1 算法特点 这种方法主要利用矩阵网格来构建被加工工件的表面，通过及时的修改铣刀所经过 的节点深度来显示被加工物体的形状。同时本算法还可以方便的实现铣刀的加速、减速 和暂停以及被加工工件的实时缩放和旋转，为使用者提供不同的观察视角和观察方式。 我们提出的实体模型的实时修改算法的主要特点如下： 1）对实体的修改速度与加工代码的多少无关。 2）计算过程稳定可靠。 3）计算结果的显示与观察方式和视线方向无关，在修改过程中或修改结束后可以实 时缩放、旋转和平移。 2 ．2 算法结构定义 三轴数控铣床在 X 轴，Y 轴，Z 轴发生移动。被加工的毛坯一般为长方体。在计算 作者简介：李春丽， 女，硕士研究生，主要研究虚拟现实技术；邓化宇， 男，硕士研究生，主要研究计 算数学领域 1 机仿真过程中，我们选择比较常用的平头铣刀。将毛坯的表面均表示成 m ╳ n 的矩阵网 格如图 1 所示。每个交叉点称为节点。每个节点,它的相对上表面点坐标是固定不变的, 改变的是它的深度,以及画图时的方法。在仿真过程中，不断的改变节点的深度来表达 毛坯被加工的实际情况。通过增加 m 和 n 提高矩阵网格的密度，从而提高仿真精度。 Z 毛坯