基于OpenGL的数控车削几何仿真

一、引言 在数控加工中,为了验证NC代码编制正确性,早期采用试切方法,在实际加工之前,往往需要多次试切,浪费了大量的人力和物力.随着数控编程技术的发展,人们采用视觉检查NC刀具轨迹的二维线框图,这种方法主要依赖于程序员对易错区选择的正确性和对该区域复杂的刀具轨迹线框图的理解程度,一般的用户无法判断其正确性.当今,在NC程序自动检查中,主要研究方向是生成实体几何仿真图形,由于产生的图形是真实感效果图,能够直接检查NC程序代码的正确性,使NC编程人员和机床操作者通过图形显示进行干涉和碰撞检查,校验数控程序.因此,NC代码几何仿真技术正逐渐成为CAD/CAM集成领域的一项重要技术.     

数控加工过程的计算机仿真技术研究*

基于计算机图形学技术,提出了一种数控加工过程的仿真算法。该算法将刀具扫描体和被加工零件表示成同一方向上的长方体单元,以简化布尔运算和提高仿真速度,并在微机上实现了数控加工图形仿真的全过程。     

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。     

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。     

三轴数控铣削加工仿真系统的研究与实现

针对采用传统方法来验证数控加工代码的不足，对数控铣削加工仿真进行了研究。重点论述了三轴数控铣削加工的刀具轨迹仿真技术，并提出了一种基于STL模型的普通立铣刀和球头铣刀加工过程的干涉检测算法；并在此基础上利9IVC＋＋6．0与OpenGL图形系统开发了三轴数控铣削加工仿真系统。试验结果表明该系统具有良好的实用性。     

基于AutoCAD的数控加工可视化仿真系统研究

NC仿真是代替传统"试切"来验证NC加工程序正确性和合理性的重要措施.综合利用三维实体建模技术与数据库技术,在计算机仿真模型中,构建了包括毛坯、刀具、夹具及机床等部件的"真实"数控加工仿真环境.采用基于实体建模技术,布尔造型的方法,实现了数控加工过程刀具运动仿真、工件切削过程动态仿真以及碰撞干涉检验仿真.并建立了零件表面粗糙度的数学模型,预测三维零件的表面加工质量.     

国产数控电火花机床的功能开发

本文通过一加工实例,介绍了对国产简易数控电火花机床进行功能拓展,用于加工复杂结构件和实现其功能拓展需进行的主要工作。     

五坐标高速铣削机床及其数控加工仿真技术的应用

该文简略介绍了常见五坐标铣削机床的类型、五坐标机床加工的仿真模拟、数控机床功能扩展途径等方面的内容.系统讲述了数控多坐标机床加工仿真模拟技术应用的必要性及其优势,并以UGNX环境下的五坐标机床加工仿真模拟应用和基于Vericut环境下的五坐标机床加工仿真模拟技术应用为实例,充分说明了仿真加工技术对于企业数控能力提高的促进作用,希望该文对读者有一定的参考借鉴作用.     

基于线程技术的数控仿真控制

数控仿真是一个耗时的过程，因此有必要对其进行控制。本文给出了采用线程技术来实现仿真控制的方法，包括改变仿真过程的状态，高运行速度和视角范围等等，该方法稳定可靠且易于实现。本文最后分析了在数控仿真控制中，这种技术受到的限制。     

The use of vectors to simulate material removed by numerically controlled milling

The paper describes a method of using vectors to represent excess material removed by numerically controlled milling and develops a method of calculating vector intersections with a cylinder representing a milling cutter. Tests can be made of cutter violations. Major advantages of the method are its applicability to 3-, 4- or 5-axis numerically controlled machine tools and the need for only one algorithm to process any shape.     

一个数控加工三维仿真系统

数控指令的编程是用数控机床进行NC加工所必须的一个重要环节,它是连接CAD和CAM的中间桥梁。本文设计了一个三维数控加工仿真系统NCMSS,介绍了所采用的数据结构、算法及其它技术。并用C语言在APOLLO工作站上得到实现。     

一种数控铣床的仿真算法

介绍一种在PC机上实现的三轴数控铣床仿真算法,该算法用矩阵网格表示被加工工件的形状,给出在三种常用铣刀下节点深度的计算公式,并 可以在仿真过程中随时放大、缩小、旋转、平移工件。采用该方法已开发出仿真软件。     

A non-orthogonal interpolation algorithm for NC machine tools

In numerically controlled systems, the interpolation function is normally implemented with orthogonal-type algorithms, in which each step of the tool is along a single coordinate axis. These algorithms are easier to conceive and realize.Non-orthogonal interpolation, however, offers certain advantages such as improved curve smoothness and increased feedrates. The algorithm presented in this paper makes possible an extension of the feedrate range of the machine by approximately 28% without any other change in the control. The algorithm is applicable to plane curves, defined implicity by an equation of the form $\text{? (x,y) = 0}$.     

基于刀具空间包围体算法的数控切削仿真

采用计算刀具空间包围体和刀具旋转体的方法来对仿真过程中的有效切削计算进行判断,刀具在一般运动情况下所占空间包围体的计算公式可由刀具的长度、半径以及刀具在任意时刻的刀位点、刀轴矢量来共同推导;刀具的旋转体范围可以通过刀具在当前时刻的刀轴矢量、母线方程以及刀具的半径、长度进行计算.该方法已经成功应用到基于OpenGL的VC6.0环境下所开发的五轴数控仿真系统中,实验结果表明,该方法能够提高有效切削率和减少切削计算耗时.     

支持实体数控铣削仿真验证的Cuboid-Array模型的研究

研究了Z-Buffer,Dexel和Ray-representation建模思想和方法,提出Cuboid-array的实体近似建模方法．采用基于设计模型的实体数控仿真验证技术,以Cuboid-array表示干涉元素集合体,提出基于B-rep和Cuboid-array的双体建模的近似实体数控仿真验证技术．给出了基于Cuboid-array的数控仿真验证算法,研制了基于双体建模和双体显示的数控仿真验证实验系统,实现了面向过程和结果的实体数控仿真的集成、面向实体数控仿真和实体数控验证的集成,并给出了实验用例．     

Discrete simulation of NC machining

We describe a method for simulating and verifying the correctness of Numerical Control (NC) programs. NC programs contain the sequence of cutting tool movements which machine raw stock into a finished object. Our method is based on a discrete approximation of the object by a set of points. A vector is passed through each of the points and machining is simulated by finding the intersections of tool movements with these vectors. We present a point-selection method and an analysis that shows that the error introduced by the approximation can be made as small as desired. The run time is inversely proportional to the allowable error and the size of the cutting tool, and directly proportional to the distance that the cutting tool moves.This research was supported in part by the National Science Foundation under Contract No. DMC 8512621 and by the Ford Motor Company.     

分形地形模拟

本文研究地形表面分形描述的方法，详细论述了分数布郎运动（ｆＢｍ）的特性及将它运用于地形分形模拟的几种方法，还讨论了评价这些方法的指标和有待进一步研究的问题。     

数控车削零件的仿真加工

本文介绍了数控车削零件的仿真加工技术。它采用CAXA软件生成NC代码,利用CAXA软件的CAM功能进行数控仿真,加载到VNUC仿真软件的计算机模拟机床里,模拟真实机床运动,最后通过数据线将G代码传输到实际机床,形成＂虚拟＋现实＂的仿真模式。这种模式弥补了CAD/CAM软件数控仿真的不足,将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体,可使用户既掌握数控铣削加工的基本原理,又掌握数控系统操作的基本技能。