基于DEXEL和离散点阵法的数控加工仿真研究

本文提出了基于DEXEL模型实现数控铣削过程中毛坯体的实时建模方法,减少了内存存储空间,支持观察视角的变化和仿真结果的缩放;根据三轴数控铣床加工的特点,将刀具扫描体看成离散刀位点之间的单个扫描体的组合,采用离散点阵法对刀具扫描体建模.使用局部搜索算法,用其搜索发生切削关系的点并动态更新仿真工件的高度值.在VC++ 6....     

基于OpenGL的虚拟矿山系统的研究

利用计算机虚拟现实技术实现矿井三维可视化是虚拟矿山系统的重点,分析了基于Open GL开发虚拟矿山系统的基本原理和关键技术,通过改进的Open GL选择算法,实现了选择三维图形对象,获取属性信息和进行空间查询分析,使用Open GL纹理映射技术,使巷道的显示更有真实感,对矿山设备分类建立了三维模型,基于此技术研究,构建了一个小型的虚拟矿山系统。     

基于GPGPU的实体表面实时提取

为实时提取三维实体表面,提出一种基于GPGPU并行计算的实体表面实时提取方法。在分析深度剥离算法原理和GPU图形绘制管线的基础上,给出在GPU上利用深度剥离算法实现实时提取三维实体表面的算法;通过OpenGL的高级着色语言GLSL控制GPU的图形绘制管线实现了该算法,给出其伪代码。以龙、叶轮和刀具扫描体的模型为应用实例验证了该算法效果良好,特别是对于刀具扫描体表面的提取,可满足实时性要求。     

基于三维纹理的实时流体模拟

本文描述了一种利用基于Open GL三维纹理实现的直接体绘制方式显示流体模拟结果的方法。以JosStam的二维流体模拟模型为基础，扩展出三维流体模拟的模型；然后通过将密度场映射到三维纹理空间，实现实时的显示；并通过引入全局光照模型，得到真实感的渲染效果。最后通过与粒子系统进行对比，分析了本方法的显示效果优势。     

基于纹理映射和GPU的焦点区域体绘制

利用图形硬件的纹理映射和可编程GPU功能,高效实现基于焦点区域的体绘制.使用模板缓存检测机制把体数据标记为3个不同的区域,然后对标记区域使用基于纹理映射的方法分别绘制;同时使用基于GPU方法实现了周围区域的体轮廓绘制以及体绘制中多个转换函数的指定过程.文中方法使得体绘制系统实现容易、可扩展性好.     

数控加工仿真系统的研究与应用

介绍数控加工仿真系统的整体设计,提出格栅voxel三维实体建模方法,刀具扫描体的生成算法,实现了刀具切削工件过程的动态仿真,并对碰撞检查算法进行了初步的研究.基于以上方法,建立了蓝天数控系统的加工仿真系统,在加工前对加工程序进行验证,在加工时对刀具轨迹的执行、工件的切削过程等进行实时监控.     

彩色体三维显示系统上基于GPU的实时均匀体素化算法

为了使基于旋转屏的彩色体三维显示设备在显示动态场景时实时且高分辨率、高质量地实现圆柱体空间彩色体素化,提出了一种基于GPU的算法.首先在长方体空间内完成对三维场景的实时彩色体素化,将生成的数据保存于多张纹理工作表中;然后采取多对多映射的方法对这些工作表进行重采样,得到该场景在圆柱体空间内均匀的彩色体素化结果.实验结果表明,该算法在GPU内完成,达到了实时性要求,并在基于LED旋转屏的体三维显示设备上获得了令人满意的三维虚拟场景再现效果.     

基于CPU-GPU的B样条曲面并行刀具路径规划方法

针对传统串行刀具路径规划算法效率低下和在异构硬件平台上的不兼容问题,提出一种基于CPUGPU异构并行计算的刀具路径规划方法。方法针对双三次均匀B样条曲面,依据等参数线刀具路径规划方法的原理和Open CL规范设计并行算法,在CPU的逻辑控制下,采用数据并行的编程模型在GPU的多个工作项上并行执行内核,将传统串行执行的等参数线法进行了并行化重构。仿真实验结果表明,该算法在CPU-GPU异构平台上生成刀具路径的时间较传统串行算法缩短1.5~11.9倍,对实现刀具路径的实时或准实时生成具有重大意义。     

基于模型约简和GPU加速的软组织实时仿真

为了得到虚拟外科手术中人体软组织的实时变形仿真,采用了基于模态分析的模型约简方法,同时结合了GPU加速技术,实现了人体软组织的实时仿真计算,为虚拟手术提供了良好的人机交互.模型约简以有限元理论为基础,将软组织模型的动力学方程投射到约筒子空间,减少系统自由度.在实时仿真过程中,首先需在子空间中对低维动力学模型进行数值计算,然后利用GPU通用计算技术来加速重建原始空间中的形变向量.以心脏大变形实时仿真为例,验证方法的性能,实验结果表明心脏的变形仿真可以在很高的刷新率下运行.提出的模型约简和GPU加速方法,为人体软组织的变形实现了实时仿真,为虚拟手术提供了理论基础和技术支撑.     

基于图形处理器的通用计算模式*

针对GPU图形处理的特点,分析其应用于通用计算的并行处理机制和数据映射,提出了一种GPU通用计算模式的映射机制和一般性设计方法,并针对GPU的吞吐量、数据流处理能力和基本数学运算能力等进行性能测试,为GPU通用计算的算法设计、实现和性能优化提供参考依据。     

用辅助截圆柱法反析螺旋槽截形

本文提出了利用辅助截圆柱反析形铣刀加工工件螺旋槽后的端面截形的方法,通过理论分析与计算,建立了相应的数学模型并最终由计算机实现了这一理论算法。     

平板式切绘机的单片机控制系统设计

采用高速、低功耗单片机C8051F020设计了平板式切绘机的控制系统。此系统扩展有UART和USB高速通信、大容量存储、键盘、液晶显示等,在程序设计上借鉴结构化设计思想,提供开发函数库。系统具有成本低廉、操作简单、二次开发方便等优点。     

An analytical method for obtaining cutter workpiece engagement during a semi-finish in five-axis milling

In five-axis milling, determining the continuously changing Cutter Workpiece Engagement (CWE) remains a challenge. Solid models and discrete models are the most common methods used to predict the engagement region. However, both methods suffer from long computation times. This paper presents an analytical method to define the CWE for toroidal and flat-end cutters during semi-finish milling of sculptured parts. The staircase workpiece model that resulted from rough milling was used to verify the method. The length of each cut at every engagement angle can be determined by finding two points: the lower engagement (LE) point and the upper engagement (UE) point. An extension of the method used to calculate the grazing point in swept envelope development was utilized to define the LE-point. The test showed that the existence of an inclination angle significantly affected the location of the LE-point.For the UE-point, it was first assumed that the workpiece surface was flat. A recalculation of the CWE was then performed to obtain a more accurate engagement profile with the actual surface. A technique called the Toroidal-boundary method was employed to obtain the UE-point when it was located on the toroidal side of the cutting tool. Alternatively, a method called the Cylindrical-boundary method was used to calculate the UE-point for a flat-end cutter on the cylindrical side of the toroidal cutter. The proposed model was successfully used to generate CWE data for two model parts with different surface profiles. The accuracy was verified twice: first, by comparing the coordinates of the UE-points with respect to the workpiece surface and second, by using Siemens-NX. The results proved that the proposed method was accurate. Moreover, because this method is analytical, it is more efficient in terms of computation time compared with discrete models.     

基于Matlab的地膜切割装备模糊控制系统仿真

论文简要介绍了地膜切割装备的组成部分,分析了影响地膜切割装备控制系统准确切割棉苗上方地膜的主要因素。针对这些复杂的因素论文采用模糊控制原理设计了控制系统,利用Matlab的模糊控制工具箱实现了该模糊控制器。采用Simulink构建结构图对控制系统进行仿真后的结果表明,利用模糊控制可以准确地确定切割的刀具编号与切割的时间。     

球面铣刀修磨几何模型研究

文中给出球面铣刀的制造模型,探讨了运用同一机构磨制邻近规格的不同球面铣刀的可行性问题。为了充分利用现有的磨制机构,提出了斜等距曲面的概念及相应公式,介绍了它在球面铣刀修磨模型中的应用,并给出与制造相关的几何模型,最后用实例验证了模型的可行性与可靠性。该模型为实现复杂刀具的ＣＡＤ／ＣＡＭ提供了方法模型。     

平底刀底面加工叶片进排气边

平底刀加工叶片进排气边的传统方法以刀具侧刃切削工件,由于叶片进排气边处曲 面沿着截型线切线方向曲率半径较小,当走刀方向沿着截型线切向时,加工带宽较小。对影响凸 曲面加工带宽的因素进行研究发现,使用平底刀底面进行切削可以提高叶片进排气边处加工带 宽,由此提出了用平底刀底面加工进排气边的刀具定位方法,通过优化两个刀具定位参数使加工 带宽达到最大。以某航空发动机叶片进排气边为例进行仿真加工,结果表明该方法可有效增大叶 片进排气边处的加工带宽。     

Windows CE设备与PLC串行通信的实现

Windows CE嵌入式操作系统因具有体积小、功能强大、实时性强等特点，越来越多的出现在工业机电产品的控制系统设计中，本文针对高档数控切纸机产品的应用环境和技术特点，提出使用由windows CE设备与PLC（可编程控制器）组成一种上下位机结构的控制系统，由Windows CE设备作为上位机完成用户界面和程序逻辑功能，PLC作为下位机完成电气机械控制功能。上下位机通过串行通信来实现连接。其中Windows CE设备和PLC之间高效、稳定、实时串行通信的实现是保证这种上下位机结构稳定可靠工作的关键。文章就如何实现高效、稳定、实时的串行通信这一问题，从分析windowsCE串行通信程序设计的要点入手，并在结合PLC通信特点的基础之上，提出双方通信的程序设计方法。设计了双方通信程序的流程和协议。通过在数控切纸机产品的长期使用检验证明了所设计程序的合理性和可靠性。     

F-20可编程序控制器在QZK1300切纸机中的应用

QZK1300切纸机用于裁切纸张、塑料薄膜、皮革和其他各种软性材料。由于采用技术先进的F-20可编程序控制器,提高了生产自动化程度,使操作方便,运行可靠。     

基于BP网络的中速走丝切割加工参数优选研究

为了提高电火花线切割的工艺精度和加工效率,提出基于BP神经网络的中速走丝二次切割加工参数优选方法。通过对中速走丝两次切割过程进行正交试验,且在二次切割加工参数中加入二次切割的偏移量,进一步分析各因素对加工表面粗糙度和加工速度的影响,得出二次切割的最佳参数组合,最后运用BP神经网络构建加工参数优选模型并对实验结果进行分析。实验结果表明,该方法具有较高的预测精度,能够实现加工参数的优化选择,在实际生产过程中具有重要的参考作用。