数控铣削仿真培训系统的研究与开发

【摘要】：无论是企业生产,还是教学实训,数控机床加工培训系统都越来越受到人们的重视。本文以数控铣床作为研究对象,探讨了数控铣削仿真培训系统的开发方法及其关键技术,以虚拟现实技术与实体建模理论为基础,结合计算机图形技术,开发了基于NC代码的三维实体数控铣削加工培训系统。本文的主要工作如下: 1.本系统设计了虚拟数控系统,采用逼真的FANUC系统控制面板作为系统界面,改变了传统的菜单条式界面,增加了培训系统的真实感。 2.研究NC程序代码的分析处理方法和编译原理,并结合FANUC数控系统的编程规范,设计了虚拟数控系统的NC程序代码编译器,实现了NC指令的插补算法,生成了NC坐标信息文件,以此作为驱动NC加工培训系统的数据源。 3.在NC代码编译过程中,设计了NC程序的工艺参数优化系统,利用工艺参数库中的数据与NC程序中工艺参数进行比较,对NC程序中不合理的工艺参数提出优化建议,从而增强被培训人员对工艺参数的深刻理解; 4.为了实现对数控铣床的表达、显示和运动处理,在对数控铣床的结构和运动特点进行分析的基础上,利用层次化建模方法,建立了机床几何模型和运动模型,实现了虚拟铣床的运动; 5.根据铣削加工特点提出了加工零件的实体表达模型及其数据结构,实现了虚拟加工过程的动态仿真,并提出了零件与加工环境和刀具的干涉碰撞检验方法; 本系统以OpenGL图形库作为三维造型的工具,使逼真的实体几何造型与较少占用计算机资源统一起来,提高了系统的运行速度。