数控车削虚拟仿真考评系统关键技术研究
发布时间：2023-04-08 22:50
数控车削虚拟仿真系统是通过计算机建模技术建立虚拟车削加工机床,利用虚拟现实及可视化技术对数控加工过程进行模拟仿真;系统集成硬件软件于一体,实现与实际数控机床相同的操作,生成与实际加工相互等价的信息。数控车削虚拟仿真系统的开发和应用,一方面节约了购买设备、置办场地等所花费的办学成本,另一方面增加了学员操作车床的练习时间,提升了教学质量和学习效率,还解决了初期培训过程中操作安全问题。数控车削虚拟仿真考评系统能够指明学员操作过程中的不足,提高学员的学习效率,培养学员自主学习的能力。本文以数控车削轴类零件外圆面为研究对象,以虚拟仿真考评系统为核心,针对学员车削轴类零件工艺过程,主要开展的研究工作有如下几个方面:(1)获取虚拟仿真数控车削轴类零件外圆面的切削参数并建立切削力模型:获取数控程序中的切削参数(切削速度vc、进给量f,背吃刀量ap),建立适合虚拟仿真特定环境的切削力模型,达到优化切削参数的目的。(2)获取虚拟仿真数控车削轴类零件的尺寸信息并建立粗糙度模型:研究虚拟车削轴类零件的仿真原理,通过刀具扫描多边形裁剪工件轴的半剖面轮廓多边形。基于OpenGL做几何变换,测量图元在世界坐标系下的...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 课题研究背景
1.3 国内外虚拟仿真数控培训系统发展状况
1.4 数控车削虚拟仿真考评系统
1.4.1 数控车削虚拟仿真系统研究现状
1.4.2 车削力和粗糙度研究现状
1.4.3 数控车削虚拟仿真切削参数提取和优化研究现状
1.4.4 数控车削虚拟仿真图元裁剪和图元拾取研究现状
1.4.5 数控车削虚拟仿真系统的考评功能研究现状
1.5 课题来源和主要研究内容
1.6 本章小结
2 获取轴类零件外圆面车削仿真切削参数和建立切削力模型
2.1 引言
2.2 数控车削虚拟仿真中切削参数的获取
2.2.1 车削速度vc与进给量f参数的提取
2.2.2 车削背吃刀量ap参数的提取
2.3 数控车床虚拟车削参数数据库设定
2.4 轴类零件虚拟车削加工中车削力模型的建立
2.5 本章小结
3 获取轴类零件外圆面车削仿真后的工件尺寸信息和建立粗糙度模型
3.1 引言
3.2 虚拟车削轴类零件过程仿真原理
3.2.1 轴类零件建模和刀具建模
3.2.2 轴类零件虚拟车削仿真加工原理
3.3 基于OpenGL的坐标变换及多边形裁剪算法
3.3.1 基于OpenGL几何变换与屏幕坐标转换
3.3.2 基于OpenGL的裁剪算法
3.3.3 基于OpenGL的裁剪算法的程序实现
3.4 虚拟车削仿真加工后工件尺寸的测量原理
3.4.1 基于OpenGL的拾取方法比较
3.4.2 基于OpenGL的重绘式物体拾取方法
3.5 虚拟车削轴类零件表面粗糙度
3.5.1 常用的几种表面粗糙度描述方法
3.5.2 实际车削时轮廓算术平均偏差Ra的计算模型
3.5.3 虚拟车削时轮廓算术平均偏差Ra的计算模型
3.6 本章小结
4 轴类零件虚拟仿真数控车削参数的优化
4.1 引言
4.2 轴类零件数控车削优化数学模型的研究
4.2.1 数控车削优化参数的确定和优化目标函数的建立
4.2.1.1 确定车削加工优化参数和提出车削优化目标函数
4.2.1.2 粗加工和精加工优化目标函数的建立
4.2.2 车削轴类零件约束条件的分析和相关约束的设定
4.2.3 车削机床工艺系统的相关约束
4.3 基于粒子群算法优化车削参数
4.3.1 参数优化算法概述
4.3.2 粒子群算法优化切削参数流程
4.4 粒子群算法优化切削参数的结果
4.5 本章小结
5 基于层次分析法的数控车削虚拟仿真加工过程评价
5.1 引言
5.2 评价方法概述
5.3 基于层次分析法的数控车削虚拟仿真考评参数确定
5.3.1 构造判断矩阵流程
5.3.2 构造零件符合程度判断矩阵
5.3.3 计算零件符合程度判断矩阵及给出相关权重
5.4 本章小结
6 数控车削虚拟仿真考评系统开发与实验验证
6.1 引言
6.2 分析现有数控车削虚拟仿真系统存在的问题
6.3 数控车削虚拟仿真考评系统
6.3.1 数控车削虚拟仿真相关操作流程
6.3.2 数控车削虚拟仿真考评系统开发流程
6.4 验证粒子群算法优化的车削参数
6.5 获取虚拟仿真数控车削工件信息并考评虚拟仿真工件
6.6 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文研究结论总结
7.2 展望
参考文献
本文编号：3786614
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 课题研究背景
1.3 国内外虚拟仿真数控培训系统发展状况
1.4 数控车削虚拟仿真考评系统
1.4.1 数控车削虚拟仿真系统研究现状
1.4.2 车削力和粗糙度研究现状
1.4.3 数控车削虚拟仿真切削参数提取和优化研究现状
1.4.4 数控车削虚拟仿真图元裁剪和图元拾取研究现状
1.4.5 数控车削虚拟仿真系统的考评功能研究现状
1.5 课题来源和主要研究内容
1.6 本章小结
2 获取轴类零件外圆面车削仿真切削参数和建立切削力模型
2.1 引言
2.2 数控车削虚拟仿真中切削参数的获取
2.2.1 车削速度vc与进给量f参数的提取
2.2.2 车削背吃刀量ap参数的提取
2.3 数控车床虚拟车削参数数据库设定
2.4 轴类零件虚拟车削加工中车削力模型的建立
2.5 本章小结
3 获取轴类零件外圆面车削仿真后的工件尺寸信息和建立粗糙度模型
3.1 引言
3.2 虚拟车削轴类零件过程仿真原理
3.2.1 轴类零件建模和刀具建模
3.2.2 轴类零件虚拟车削仿真加工原理
3.3 基于OpenGL的坐标变换及多边形裁剪算法
3.3.1 基于OpenGL几何变换与屏幕坐标转换
3.3.2 基于OpenGL的裁剪算法
3.3.3 基于OpenGL的裁剪算法的程序实现
3.4 虚拟车削仿真加工后工件尺寸的测量原理
3.4.1 基于OpenGL的拾取方法比较
3.4.2 基于OpenGL的重绘式物体拾取方法
3.5 虚拟车削轴类零件表面粗糙度
3.5.1 常用的几种表面粗糙度描述方法
3.5.2 实际车削时轮廓算术平均偏差Ra的计算模型
3.5.3 虚拟车削时轮廓算术平均偏差Ra的计算模型
3.6 本章小结
4 轴类零件虚拟仿真数控车削参数的优化
4.1 引言
4.2 轴类零件数控车削优化数学模型的研究
4.2.1 数控车削优化参数的确定和优化目标函数的建立
4.2.1.1 确定车削加工优化参数和提出车削优化目标函数
4.2.1.2 粗加工和精加工优化目标函数的建立
4.2.2 车削轴类零件约束条件的分析和相关约束的设定
4.2.3 车削机床工艺系统的相关约束
4.3 基于粒子群算法优化车削参数
4.3.1 参数优化算法概述
4.3.2 粒子群算法优化切削参数流程
4.4 粒子群算法优化切削参数的结果
4.5 本章小结
5 基于层次分析法的数控车削虚拟仿真加工过程评价
5.1 引言
5.2 评价方法概述
5.3 基于层次分析法的数控车削虚拟仿真考评参数确定
5.3.1 构造判断矩阵流程
5.3.2 构造零件符合程度判断矩阵
5.3.3 计算零件符合程度判断矩阵及给出相关权重
5.4 本章小结
6 数控车削虚拟仿真考评系统开发与实验验证
6.1 引言
6.2 分析现有数控车削虚拟仿真系统存在的问题
6.3 数控车削虚拟仿真考评系统
6.3.1 数控车削虚拟仿真相关操作流程
6.3.2 数控车削虚拟仿真考评系统开发流程
6.4 验证粒子群算法优化的车削参数
6.5 获取虚拟仿真数控车削工件信息并考评虚拟仿真工件
6.6 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文研究结论总结
7.2 展望
参考文献
本文编号：3786614
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3786614.html
