基于OpenGL的机械加工过程的三维仿真
发布时间：2020-07-23 05:06
【摘要】： 机械加工仿真(machining simulation),实际上是在虚拟数字化制造的过程中,在无实际真实制造系统参与的情况下,对产品加工过程进行的预演。技术人员在产品开发过程中可以提前发现问题,及时的进行信息收集和分析有力地降低由于前期设计缺陷给后期实际制造过程中带来的临时调整,有效的缩短开发周期,降低生产成本、充分优化产品设计,提高产品质量。 几何仿真只对机械加工的几何建模、刀具进给、机床相关部件移动及零件成型进行分析。参数化离散模型主要采用求交法对离散单元的参数进行控制,从而实现工件几何形状的显示。这种方法形象直观,易于理解与实现。 本文对机械加工仿真中的几个关键技术进行了初步的研究,利用OpenGL图形库,运用参数化离散建模法构造了车削与铣削环境下的工件模型,并以外圆面车削和曲面铣削为实例,实现了加工过程中材料去除的模拟。 分析了离散模型在不同工况下误差的形成原理与分布,运用面片拟合的方法近似表示工件表面,可以在较低离散度的情况下获得满意的模型精度,有效缓解了仿真效果与运算速度之间的冲突。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH16;TP391.9
【图文】：
图 2-3 回转体离散模型 图 2-4 回转体纬圆片模型由于在 OpenGL 中没有现成的绘制圆面或者带孔圆柱体的函数，所以本文采用了如图 2-4 所示的离散构图方式来近似模拟圆环柱体，以梯形近似替代扇环面，通过增加单元的个数可以得到所需的理想精度。如图 2-5 为离散模型的最小单元体素，该单元是由其六个表面包围而成的梯形棱柱，借助 OpenGL 的多边形填充图元函数 GL_POLYGON 分别绘出单元的六个面。
系统总体模块结构
本论文仿真系统以 Microsoft Visual C++ 6.0 为工作平台，利用 OpenGL 提供的图形函数库以及相关光照与动画显示功能对加工对象进行参数化建模与运动控制。各种机床结构复杂而且之间存在确定的相对运动关系，但是其组件的形状在加工过程中是始终不变的，本系统则是利用 Pro/E 专业三维造型模块完成机床各组件的建模，而后转化为通用格式再导入系统中。2.1 建模平台及理论2.1.1 OpenGL 概述OpenGL 即开放性图形库，英文全称是“Open Graphics Library”。是一套三维计算机图形和模型库，它的前身是 SGI 公司为其图形工作站开发的 IRIS GL。OpenGL是个与硬件无关的接口，可以应用在不同的开发平台上，不仅能方便高效地制作出有很高质量的三维彩色图像，还能创建出高质量的动画效果[23]。图 2-1 是 OpenGL工作流程与原理。
本文编号：2766890
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH16;TP391.9
【图文】：
图 2-3 回转体离散模型 图 2-4 回转体纬圆片模型由于在 OpenGL 中没有现成的绘制圆面或者带孔圆柱体的函数，所以本文采用了如图 2-4 所示的离散构图方式来近似模拟圆环柱体，以梯形近似替代扇环面，通过增加单元的个数可以得到所需的理想精度。如图 2-5 为离散模型的最小单元体素，该单元是由其六个表面包围而成的梯形棱柱，借助 OpenGL 的多边形填充图元函数 GL_POLYGON 分别绘出单元的六个面。
系统总体模块结构
本论文仿真系统以 Microsoft Visual C++ 6.0 为工作平台，利用 OpenGL 提供的图形函数库以及相关光照与动画显示功能对加工对象进行参数化建模与运动控制。各种机床结构复杂而且之间存在确定的相对运动关系，但是其组件的形状在加工过程中是始终不变的，本系统则是利用 Pro/E 专业三维造型模块完成机床各组件的建模，而后转化为通用格式再导入系统中。2.1 建模平台及理论2.1.1 OpenGL 概述OpenGL 即开放性图形库，英文全称是“Open Graphics Library”。是一套三维计算机图形和模型库，它的前身是 SGI 公司为其图形工作站开发的 IRIS GL。OpenGL是个与硬件无关的接口，可以应用在不同的开发平台上，不仅能方便高效地制作出有很高质量的三维彩色图像，还能创建出高质量的动画效果[23]。图 2-1 是 OpenGL工作流程与原理。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 冯章杰;基于多轴数控铣床的三维防碰撞检测算法研究[D];武汉理工大学;2012年
本文编号：2766890
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/2766890.html
