虚拟数控加工过程物理仿真模型的建立

该文首先阐述了虚拟数控加工过程物理仿真的研究内容,其次重点讨论了所建立的切削力仿真,刀具磨损仿真与变形仿真,加工误差仿真,振动仿真和切屑形成过程仿真的数学模型。最后,提出了物理仿真今后研究的方向。     

Virtual machine tools and virtual machining—A technological review

Virtual manufacturing systems provide a useful means for products to be manufactured ‘right the first time’ without the need of physical testing on the shop floor. Earlier research was mostly on developing a virtual manufacturing environment. Over the years, simple graphical prediction and simulation gave way to complex multi-science predictions. Virtual systems such as Virtual Machine Tool, Virtual Machining, Virtual Assembly, Virtual Tooling and Virtual Prototype have been developed to support virtual manufacturing. Different systems and approaches have different targeted applications. This paper aims to provide a comprehensive review of existing virtual systems. Their focuses and approaches (i.e. virtual reality, Web-based techniques, mathematical modelling, hardware interactions and STEP-NC-based methodologies) are discussed in detail. To better understand the systems, we have categorized them into different groups according to their application domains. Discussions and concluding remarks are given based on the review.     

数控机床加工仿真技术及应用

该文简要论述了数控机床加工仿真技术及其研究现状，介绍了目前国外成熟的数控机床加工仿真软件VERICUT，并且充分应用这种软件的各项功能进行了具体的机床加工仿真和干涉检查及代码优化。     

基于UG的五轴数控机床加工仿真

目前多数五轴数控机床仿真系统,一般只提供二维的动画仿真,而且仿真系统的几何造型功能十分有限,零件和机床模型需要在其他CAD软件中进行建模,然后导人数控仿真系统。由于文件格式的转化,零件的CAD模型将会产生误差,降低了仿真精度。该文利用UGCAD／CAM软件造型功能建立五轴数控机床和零件模型,读取数控代码对机床各部件进行三维运动仿真,并对加工过程中机床运动部件之间的干涉及工件过切进行检查,建立干涉实体,为刀具轨迹的修改提供依据,同时免除了文件格式的转化产生的误差。     

数字制造环境下的加工过程仿真验证技术研究

生产线数字制造环境是数字化工厂的核心,而加工过程的仿真与验证技术构成生产线数字系统的底层结构与制造过程数字化分析的主要内容。分析了目前加工过程在几何仿真与物理仿真方面的研究情况、研究方法与存在问题,就该项技术向生产线数字制造环境融合的关键技术,即综合设备数字样机的完整数字加工环境的建立及加工过程仿真与上层制造环境的信息集成等进行分析与研究。     

虚拟加工中心加工过程算法研究

在虚拟加工环境的建造过程中,关键技术是三维实体的数据结构和加工仿真的逐步成型算法。该文重点研究了毛坯的数据结构特点,四边形离散化方法和毛坯文件的存储格式等,并且分析了三坐标加工中心的加工特点,同时还给出了虚拟加工过程中毛坯被加工成工件的逐步成型算法。该算法在虚拟加工环境中得到了成功应用,文中给出了该算法在三坐标加工中心的验证实例。     

STEP-NC enabled on-line inspection in support of closed-loop machining

 The object-oriented STEP-NC data model provides a seamless and integrated programming interface for on-machine (or also known as on-line or in-line) inspections as well as interoperable manufacturing. This paper proposes a STEP-NC data model for on-line inspections. A framework of STEP-NC enabled closed-loop machining is also presented. The aim is to achieve a fully closed computer-aided design, process planning, machining and inspection chain. A new version of STEP-NC Interpreter has been developed to implement the proposed framework. A case study is included to demonstrate the implementation.     

基于仿真技术的数控实验平台构建及应用

利用计算机图形学技术仿真数控加工系统,无论是在实验教学还是在生产培训上,都越来越受到重视。针对初次操作数控机床的学生培训事故率高、对机床刀具设备损坏大、教学培洲效率低的状况,构建基于仿真技术的数拧实验平台来进行数控教学和培训。介绍了数控仿真系统的应用原理、构建要素以及数控加工过程的动态图形仿真技术。结合零件加工实例阐述了数控仿真实验平台的运行过程。实例表明,数控仿真技术的应用,提高了学生的数控编程能力、数控机床操作能力以及数控系统的维护能力。     

加工中心在线检测仿真技术

该文对加工中心在线检测仿真技术进行了研究。详细阐述了虚拟检测环境的建立、检测信息的提取以及虚拟侧头的驱动等问题,并采用面向对象的程序设计思想进行了系统结构设计。该仿真系统采用解释的编译方式,逐行对检测宏程序进行扫描,驱动虚拟侧头进行检测仿真,实现了对检测过程的图形化模拟,可有效地避免检测宏程序的编制错误,提高编程的质量与效率。     

数控加工中加工误差预测模型的研究

提出了一个在球头端铣加工中预测复杂曲面加工误差的理论模型.在理论模型的基础上,计算出了曲面各个部分的由刀具变形引起的加工误差.对影响加工误差的诸如切削模式、铣削位置角、曲面几何形状等各种切削状况进行了研究.最后,使用加工中心,在各种加工状况下.通过一系列实验对理论模型进行了验证.并利用计算机图形学工具对二者进行了建模仿真,结果显示理论值与实验值非常吻合.恰好证明了趣论模型在预测表面加工误差方面的适应性非常好.     

数控加工仿真技术研究综述

数控加工仿真技术可以形象、直观地模拟数控加工的全过程,为验证数控加工程序的可靠性及预测切削加工过程提供了强有力的工具。介绍了数控加工仿真的关键技术——几何仿真技术、物理仿真技术和图像可视化技术,并分别对此3个数控加工仿真关键技术的研究成果进行分析评述,最后提出了数控加工仿真技术的发展趋势。     

虚拟加工中NC代码转化技术研究

在虚拟加工过程中,虚拟机床是由刀位文件驱动而工作的,为了使虚拟加工环境具有接收和检验NC代码的功能,需要将NC代码翻译成刀位文件。该文在对NC代码翻译成刀位文件的可行性进行研究后,开发出了NC翻译器。翻译器共分以下几个模块：文件的读入与存储、错误分析与语义分析、翻译执行、数据轨迹仿真等。最后并给出了槽型凸轮的NC代码的翻译实例验证,以及翻译后的刀位文件的虚拟加工结果。     

三维虚拟加工环境及其关键技术的研究

在分析虚拟制造特点的基础上,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,介绍了支持三维建模仿真的组件设计、基于装配模型的三维实体建模方法、NC代码解析器的设计方案以及基于毛坯表面三角片离散化的加工过程仿真算法,并开发了虚拟加工环境原型系统,该系统能够实时地反映零件虚拟原型的加工成形过程仿真,并进行可加工性分析。     

加工特征排序及NC代码映射

在零件的加工过程中,特征的消亡(主要指余量)和实现(主要指尺寸、精度)必须按一定的顺序进行.因此,研究了加工特征的排序机理,提出了一种基于知识的加工特征自动排序方法.在此基础上进一步提出了刀具路径和NC代码的自动生成方法.     

虚拟数控铣床加工过程仿真研究

基于虚拟柔性制造系统,着重从几何仿真的角度对数控铣床模型的建造和加工过程仿真的有关问题进行了研究。在建模过程中重点研究了数控铣床模型的简化、基于OpenGL和Pro/E的格式转换,并在虚拟仿真环境中,根据铣床的构造特点,建立了铣床的虚拟模型;在加工仿真过程中,针对铣床加工过程,对数控铣床的多轴联动机制进行了约束和定义,并对数控代码进行了分解,采用数字脉冲的驱动方式,成功模拟了加工过程的直线和圆弧等常用插补,形成工件轮廓。     

在微机上实现数控铣床加工仿真

给出了在微机上实现数控铣床加工仿真的两种有效途径 .视向离散方法的主要思路是将毛坯和刀具进行离散 ,通过对离散后的数据结构进行一定操作来达到加工仿真的目的 ;三角片离散方法可以在仿真过程中不断地变换观察方式 ,而且仿真的结果能直接用于多种误差测量     

基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化

针对加工过程中切削用量变化较大的复杂零件铣削加工工艺参数优化问题,提出了基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化方法．通过引入时段组合的概念,将连续问题转化成离散问题。将变参数优化问题转化成多参数优化问题,建立了相应的数学模型;然后根据优化目标函数以及设计参数的性质,将多参数优化问题分解成若干独立的子问题,以简化问题的求解;同时给出了优化实例。     

数控加工中心故障排除实例

结合几个有代表性的故障实例,介绍数控机床的维修方法和经验。     

虚拟加工环境中的三维图形数据结构的研究

在虚拟加工环境中,三维图形的处理是一个中心的技术问题,主要包括,三维图形的几何建模方法;三维几何图形的显示数据结构;三维图形的编译处理等,提出了一种能够满足虚拟加工环境的三维图形的数据结构,实现了三维图形的环境人,毛坯的对接等功能。