基于OpenGL的数控铣削加工几何仿真关键技术研究

发布时间：2017-08-26 12:37

  本文关键词：基于OpenGL的数控铣削加工几何仿真关键技术研究

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【摘要】：随着计算机与先进制造技术的不断发展，，虚拟制造技术应运而生。作为虚拟制造技术的重要组成部分，数控加工仿真技术被广泛应用。几何仿真是数控加工仿真的关键部分，加工中出现的过切等错误在几何仿真中能够真实地反映出来。几何仿真不但能够为物理仿真打下基础，在保证零件加工质量，提高生产效率等方面也发挥着重要的作用。因此对数控铣削加工几何仿真进行研究具有重要的理论和现实意义。 本文对数控铣削加工几何仿真进行了研究，提出了将OpenGL和UG相互结合的方法，解决了OpenGL难以建立复杂模型的问题。基于UG软件平台建立了实体模型，通过UG软件的二次开发技术，利用程序设计法创建了几何模型库，并应用Access数据库实现对几何模型库的管理与调用；利用参数法构造刀具轮廓模型，提出改进剥离法建立刀具扫描体模型，通过毛坯与刀具扫描体之间的布尔差运算来实现工件几何体的高效实时更新；提出了快速消隐算法，实现了仿真图形的快速更新，利用OpenGL的局部刷新技术实现实时动画显示；并应用改进的包围盒碰撞干涉检测算法来检测刀具、工件和机床之间的干涉碰撞；最后，基于VC++6.0开发平台，结合数据库的调用，开发了数控铣削加工仿真系统。 通过对几何仿真关键技术的研究，解决了仿真速度较慢、显示效果较差等问题，并且对实际的加工具有一定的指导作用，最终达到了降低产品的次品率，缩短产品的生产周期，达到了提高生产效率与产品的市场竞争力的目的。
【关键词】：OpenGL 数控 铣削加工 几何仿真
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG547-4;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 数控加工几何仿真国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外发展历程和现状11-12
• 1.2.2 国内发展历程和现状12
• 1.2.3 目前研究中存在的问题与不足12-13
• 1.3 课题来源和研究内容13-14
• 第2章 基于 OpenGL 的数控铣削加工几何建模14-33
• 2.1 OpenGL 开发环境的建立14-16
• 2.1.1 OpenGL 图形处理系统的结构设计14-15
• 2.1.2 基于 MFC 的 OpenGL 应用程序开发15-16
• 2.2 OpenGL 几何模型的建立16-22
• 2.2.1 基于程序设计法的几何模型库建立16-17
• 2.2.2 几何模型库的管理与调用17-20
• 2.2.3 OpenGL 数控铣床几何模型建立20-22
• 2.3 OpenGL 几何模型的读取与重绘22-30
• 2.3.1 几何模型的输出与转换22-24
• 2.3.2 基于递归法的几何模型读取24-26
• 2.3.3 基于数据结构转换法的几何模型重绘26-30
• 2.4 几何模型的验证30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 基于 OpenGL 的数控铣削加工几何仿真33-54
• 3.1 数控铣削几何仿真总体设计33-34
• 3.2 基于 OpenGL 的几何仿真算法研究34-41
• 3.2.1 仿真算法分析35-36
• 3.2.2 铣削刀具轮廓构建36-37
• 3.2.3 改进剥离法构造刀具扫描体37-41
• 3.3 切削过程动态仿真的实现41-47
• 3.3.1 材料去除的仿真算法41-43
• 3.3.2 材料去除仿真关键问题分析43-45
• 3.3.3 材料去除仿真的实现45-47
• 3.4 NC 代码检验47-48
• 3.5 改进的包围盒碰撞干涉检测48-51
• 3.6 几何仿真实例验证51-53
• 3.7 本章小结53-54
• 第4章 数控铣削加工仿真系统的建立54-61
• 4.1 仿真系统的开发环境54
• 4.2 仿真系统的整体架构54-56
• 4.2.1 仿真模块55
• 4.2.2 刀具和毛坯定义模块55-56
• 4.2.3 NC 代码预处理和代码优化模块56
• 4.3 用户界面设计56-59
• 4.3.1 仿真界面设计56-57
• 4.3.2 刀具和毛坯界面设计57-59
• 4.4 应用实例59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘芳;刘贤梅;;3DS文件读取、绘制与控制方法的研究与应用[J];计算机工程与设计;2009年19期

本文编号：741546