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《吉林大学》 2007年
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面向虚拟制造的数控加工仿真技术研究

王占礼  
【摘要】: 此文对数控加工几何仿真和物理仿真中的几个关键技术进行了研究。论文利用OpenGL图形库,以几何实体构造法(CSG)和边界表示法(B-Rep)相结合的方法构造了虚拟加工环境的三维几何模型,所建虚拟加工环境在视区中可以实现缩放、旋转和平移,仿真环境逼真、用户操作简便。 在数控加工几何仿真中,采用基于三角网格的方法构造工件模型,在模型均匀离散的基础上,对曲面曲率较大的区域进行了局部细分,不仅提高了仿真精度,同时也兼顾了显示速度。 论文提出了一种新的快速局部消隐算法,该算法可利用OpenGL的颜色缓存、深度缓存和模板缓存功能来实现,减少了一般消隐算法中的大量的求交计算,提高了运行速度。 改进了基于FDH包围盒的碰撞干涉检测方法,通过包围盒层次树的建立、包围盒的相交测试以及基本体素的相交测试,对物体进行碰撞干涉检测,可有效提高检测效率。 建立了包括机床几何(运动)误差、夹具误差、工艺系统受力变形、工艺系统受热变形、刀具磨损等多种因素对加工精度影响的精度预测综合模型,克服了以往只考虑单项或少数几项因素模型过于简化的缺点,提高了加工精度预测的准确性。 此文研究开发的数控加工仿真系统,不仅可以模拟数控加工材料去除过程,进行几何精度验证和碰撞干涉检测,还可以对加工精度进行预测,数控机床操作人员和数控加工编程人员可根据加工精度预测结果,调整切削参数、修改加工程序,以便在满足工件加工精度要求的前提下,最大限度地发挥数控机床的潜能,达到保证质量,提高效率,降低成本的目的。 论文的实验考证工作在CK6136H型数控车床上进行。 论文结合吉林省科技厅科研项目《数控加工过程拟实技术研究》(编号为20020622)进行。
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