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基于VR的切割机遥控操作仿真系统设计与实现

李辉  
【摘要】:随着计算机技术、多媒体技术的不断发展,虚拟仿真技术工业生产中的应用越来越多。虚拟仿真技术是一种模拟真实环境的计算机技术,通过相应的硬件支持可以给用户带来视觉、听觉、触觉等感受,给人以真实的沉浸感。虚拟仿真技术可以为真实过程做出提前的模拟,从而降低危险环境下的事故发生率,降低实验过程中的成本损失,也可以用来模拟真实环境中不易建造的环境等。切割机是工业生产中常用的生产设备,用来将所需的钢板切割成型。切割机遥控操作仿真系统将计算机的虚拟仿真技术应用到切割生产中,它能够模拟切割机的遥控操作过程并及时反馈给用户相关的信息,可以在不消耗板料、不运动机床的情况下对待加工工件进行预切割模拟验证等,进而降低生产成本,提高生产效率。 本文源于切割机控制系统项目,包含了数控切割机遥控操作功能实现,给出了NC代码的解析方案。同时对AutoCAD软件生成的DXF图形文件也可以较好的支持,能够正确提取出其中的封闭实体,制定相应的环绕顺序并能够将其直接解释成对应的数控代码,提高了复杂工件的编写效率。系统还实现了零件加工代码的图形化编辑功能,为操作人员提供图形化的显示界面,在编写代码过程中可以观察到当前代码对应的工件实体图形,提高了编写速度及编写正确性。零件的手动编排及组织操作为操作人员提供了零件复杂编排的功能,可以满足实际操作过程中经常用到的零件套排、零件重复排列、查看零件割缝、零件镜像、旋转、缩放等操作,方便了操作人员对切割机的操纵。 本文在实现上述切割机的遥控操作功能基础上建立了仿真系统,为上述遥控操作做出模拟仿真。该部分采用Vega API及Lynx图形界面提供的功能辅助开发,建立了虚拟环境来模拟真实的切割场景。针对遥控操作部分给出控制指令以及生成的零件代码进行模拟切割,包括对真实切割过程中割炬运动的模拟以及切割成型仿真。同时系统还实现了切割过程中常用的自动套料功能,该部分采用基于轨迹线的临界多边形求取算法完成零件的定位操作,选用模拟退火算法作为零件序列优化组合的方法,较好的实现了自动套料功能。


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