Machining process model based on virtual reality environment

Virtual manufacturing is fast becoming an affordable technology with wide-ranging applications in modern manufacturing. Its advantages over existing technology are primarily that users can visualize, feel involvement and interact with virtual representations of real world activities in real time. In this paper, a virtual cutting system is built which can simulate turning process, estimate tool wear and cutting force using artificial neural network etc. Using the simulated machining environment in virtual reality (VR), the user can practise and preview the operations for possible problems that might occur during implementation. This approach enables designers to evaluate and design feasible machining processes in a consistent manner as early as possible during the development process. Foundation item: Projects (50475117, 50175081) supported by the National Natural Science Foundation of China; project (033181611) supported by the Science and Technology Commission of Tianjin Municipal     

切削加工过程的仿真方法研究与实现

为提供虚拟的加工环境和验证工艺设计的正确性,对切削加工过程的计算机仿真方法进行了研究,以OpenGL作为图形支持系统,用VC++开发了切削加工仿真系统。该系统实现了车、铣、刨、磨等多种加工方式的仿真,可对刀具运动和材料切出情况进行实时监控,且可通过工艺参数(如切削速度、进刀量等)对切削过程进行控制,并能自动计算和优化切削时间、成本等参数。系统界面友好,操作方便,运行可靠,能有效地帮助工艺人员对整个加工过程进行直观的评估和验证。     

基于虚拟加工的数控车削过程优化

为了优化车削加工过程,提高加工效率,提出基于虚拟加工技术预测实际切削参数,采用数控程序优化实现数控切削过程优化的方法.应用轮廓多边形的工件模型表示法,研究车削过程中瞬时切削深度和切削速度的获取算法,进一步利用优化算法和数控程序修正,实现数控车削过程的优化.实际切削实验和分析对比表明:加工时间显著缩短,充分利用了机床加工能力,优化后的切削过程得到了改善,提高了加工效率。     

基于虚拟现实的数控切割系统场景可视化

针对研制的数控等离子切割系统复杂的设计、制造、加工过程 ,将虚拟现实技术引入到系统中 ,开发了一种实用的虚拟场景。在此场景中可实现切割系统的全部设计和制造活动 ,并结合面向对象的编程技术 ,实现数控切割系统在虚拟现实场景中的动态可视化 ,从而能够预先感知切割系统在设计、制造过程中可能出现的问题 ,并加以解决。实践证明了其可行性。     

Development of Virtual Simulation System for Remote Collaborative Surface Machining

1 Introduction Many parts of aerospace ,automobile and mold industries are high precision and complex-shaped. There-fore ,it needs multi-axis machining. Multi-axis machining has advantages of i mproving efficiency and surfaceprecision,reducing production expense and shortening ti me to market . Although there are many advantages inmulti-axis machining,there are many steps on process planningfor complexsurface .And every step needs engi-neers to make appropriate decisions by their professional…     

机械制造中的低碳制造理论与技术

主要介绍了机械加工过程中的低碳制造相关理论和技术方法.将机械加工低碳制造技术体系结构重点划分为产品低碳设计,低碳生产过程,低碳能源开发等3个部分.涉及了轻量化、模块化及生态化的产品设计方法;生产过程中的加工设备部件优化与零部件再造技术,先进工艺及切削技术与优化方法,高效生产模式及调度管理方法等低碳制造技术相关方面的内容...     

虚拟制造系统中的数控加工仿真

以I－DEAS为研究虚拟仿真技术的支撑软件，对虚拟制造中模具加工的仿真技术进行研究，构建了虚拟仿真加工系统，讨论了虚拟仿真加工系统所能验证的内容，对所涉及的零件模型进行仿真加工验证取得了较好的效果，表明虚拟现实技术应用于数控加工仿真是可行的。     

切屑折断虚拟现实及WTK的二次开发

针对传统方法研制开发槽型刀具时出现的周期长,工作效率低等问题,在Visual C 6．0环境下,结合OpenGL和world Tool Kit软件,构建了桌面虚拟现实的软件平台,探讨了不同加工条件下切屑折断的虚拟现实．实验证明,该虚拟现实仿真的切屑折断与实际基本吻合,该系统对刀具的断屑性能可做到事先预测,缩短了刀具的研制开发周期,提高了工作效率,同时实现了槽型优选．     

等基圆锥齿轮加工刀具轨迹的研究

利用计算机模拟数控加工等基圆锥齿轮，分析走刀轨迹，给出刀具和轮坯的相对运动关系数学模型．在实验室按照上述理论模型控制刀具轨迹进行实际加工，与计算机模拟加工结果相吻合，充分证明该理论模型的正确性．该方法可用于数控编程进行实际加工，它对完善这种新型齿轮加工技术具有重要意义．     

带角圆的回转铣刀研究中的两个问题及其处理

针对带角圆的与轴线成定角的回转铣刀设计制造的两个问题－端面近域刃口不存在和制造中进给速度趋于无穷大的现象，分析了产生的原因是刃口曲线要满足的微分方程在实数范围内无解，提出用平面刃口曲线、与经线成定角螺旋线、等螺距螺旋线3种不同的填补法解决问题的方案并给出对应的数学模型，这3种方法经过试验验证可行可靠，为这类铣设计与制造提供了依据。     

虚拟加工系统运动仿真的研究

分析了在虚拟制造中占有重要地位的机械加工过程仿真方法．以HAASVF-1加工中心为例，对虚拟加工系统的运动仿真进行了研究和探讨．利用UG强大的运动分析功能实现了虚拟加工系统的运动仿真．该运动仿真使人们直观感受加工过程，能对加工过程中出现的碰撞和干涉进行检测，并提供报警信息．     

应用虚拟制造技术开发五轴加工中心

为了满足机床的高精度、高刚度、高速度和复杂运动的要求,用三维CAD建立整机数字模型,对在设计阶段采用虚拟现实制造技术开发五轴加工中心新产品进行了研究。在虚拟模型上进行机床运动分析和机械干涉检查,采用有限元方法做动力学仿真分析,温度变化和热变形误差分析,以及加工和装配工艺分析等。在虚拟样机上的研究结果被用来在设计过程中改进机床。     

基于增强现实的数控仿真与监测系统

虚拟数控仿真与监测系统基本都是在计算机中实现的,用户是处于一个完全由计算机生成的虚拟加工仿真环境之中,无法同时获取真实加工视觉信息.而基于增强现实数控加工仿真与监测系统则是利用增强现实技术,将虚拟数控置于真实加工环境中来实现,这样可以兼容虚拟加工系统和真实数控加工系统的优点.文章简要介绍了增强现实的基本概念,针对虚拟数控系统的不足,提出了基于增强现实的数控仿真与监测系统,构建了系统的结构框架.     

三沟槽锥球头铣刀的新型虚拟模型研究

分析了与经线、轴线成定角以及等螺距的传统回转铣刀刃口设计存在的设计制造难题,提出了一种新型刃口设计方法,给出了相应的刃口应当满足的通用微分方程,并以第三沟槽的锥球头铣刀为例,建立了新型的刃口设计、沟槽设计相关模型,还给出了二轴联动制造锥球头铣刀中的主干数学模型,给出了二轴联动加工中的进给速度公式,并结合与工厂合作的实践,指出解决其相关问题的方法,从而为这种新型设计与相应制造提供了整套虚拟模型,可供同类研究参考。     

虚拟镗铣加工中心具体化方法研究

虚拟镗铣加工中心的一个重要作用就是分析研究加工过程,从零件的可制造性出发,确定了虚拟镗铣中心的基本概念、目的和基本要求;提出了虚拟镗铣加工中心具体化的方法自治阴极管种方法可以使虚拟镗铣加工中心迅速地成为一个真正用于分子研究加工过程的有效工具。     

基于三维模型的虚拟制造技术应用

对虚拟制造技术进行探讨,并对其在模具设计制造中的应用进行了系统的分析,实现了试制样品前的设计检查、主模型建立、数控加工仿真及程序优化。     

Feature Based Machining Process Planning Modeling and Integration for Life Cycle Engineering

Machining process data is the core of computer aided process planning application systems.It is also provides essen- tial content for product life cycle engineering.The character of CAPP that supports product LCE and virtual manufacturing is an- alyzed.The structure and content of machining process data concerning green manufacturing is also examined.A logic model of Machining Process Data has been built based on an object oriented approach,using UML technology and a physical model of machin- ing process data that utilizes XML technology.To realize the integration of design and process,an approach based on graph-based volume decomposition was apposed.Instead,to solve the problem of generation in the machining process,case-based reasoning and rule-based reasoning have been applied synthetically.Finally,the integration framework and interface that deal with the CAPP integration with CAD,CAM,PDM,and ERP are discussed.     

基于虚拟现实的坐标测量机动态图形建模方法

近几年发展起来的虚拟制造技术成为设计制造领域研究的热点,它对制造过程中的设计、加工、测量、装配和检验等提出了新的要求。由于坐标测量机是制造系统的重要组成部分,为了满足虚拟制造系统的要求,说明了虚拟现实环境中坐标测量机动态图形建模与仿真的必要性,并介绍了利用三维图形开发语言ＯｐｅｎＧＬ进行几何建模与现有其它几何建模方法的统一性和差别,以及用Ｏｐｅｎ在虚拟环境中进行坐标测量机动态图形建模的方法和过程,     

薄壁板高速铣削加工过程中的让刀误差预测

为了研究薄壁工件在铣削加工过程中的让刀误差以及获得使让刀误差较小的优化铣削参数，以薄壁板为例，在进行高温拉伸试验和高速压缩试验获得材料力学性能的基础上，建立了薄壁板铣削过程的热力耦合有限元模型.通过模拟螺旋立铣刀与工件材料之间相互的物理作用，获得了铣削力的变化曲线和铣削热的分布，同时得到了在刀具与工件之间物理作用下壁板随刀具的旋转与进给运动而产生的让刀变形，从而得到了薄壁板在铣削过程中的最大让刀误差.根据该有限元模型的结果可以优选薄壁件铣削用量，优化刀具几何形状，弥补让刀变形.     

干切削加工方法的探讨

合理地采用干切削加工，不仅能保证加工质量，而且还能降低制造成本和保护环境，所以它是一种理想的清洁化生产工艺．通常没有切削液的干切削．冷却、润滑和排屑较差，容易造成刀具寿命缩短、加工质量降低和生产率下降，但若通过合理地设计机床结构，并在加工时选择合适的切削用量，或进行最少量润滑切削与冷风切削、氮气切削共用，或采用激光辅助加工等途径，可以克服没有切削液而带来的负面影响，从而使干切削达到与湿切削相当的效果．