虚拟加工环境建造的关键技术研究

发布时间：2020-11-17 08:12

　　 在研究虚拟现实技术、数控加工技术的基础上 ,开发出了一个真正的仿真虚拟加工环境 ,主要包括车间、机床、夹具等场景 ,该车间包括三坐标铣削加工中心等 5台机床 ,机床实现了仿真加工能力 ,车间提供了用户漫游功能。同时该环境实现了对零件可加工性的评价、机床及刀具加工参数的合理性评价、NC代码的验证等工作。阐述虚拟加工环境的建造模型、功能模型及关键技术 ,主要包括设备加工特征的建模、设备几何建模的描述、加工中心的运动学建模、虚拟加工环境仿真过程的数据流模型、加工过程的工件逐步成型算法等关键技术。
【部分图文】：

利用这些算法我们开发出了虚拟加工环境的所有设备,主要包括一个车间、三坐标加工中心、五坐标加工中心等5台机床(见图3)。该虚拟环境是在考虑到虚拟环境的速度问题,对与加工过程无关的局部细节进行简略表达,而其它的部位完全模仿了真正的加工中心的外形尺寸结构。

在虚拟加工环境的过程中,我们采用了BRep和CSG(结构的立体几何法)混合的建模方法(其结构见图2)。该方法采用结构立方体几何模型为外部模型,边界表示法作为系统的内部模型,特征造型法为系统提供相关的特征建模操作。这样,当用户交互式地逐步构造设计对象时,系统应能自动地记录用户操作命令,形成CSG树,并简捷地生成各个体素的屏幕模型,而不必在内存中展开所产生体素的完整边界表示

利用这些算法我们开发出了虚拟加工环境的所有设备,主要包括一个车间、三坐标加工中心、五坐标加工中心等5台机床(见图3)。该虚拟环境是在考虑到虚拟环境的速度问题,对与加工过程无关的局部细节进行简略表达,而其它的部位完全模仿了真正的加工中心的外形尺寸结构。图3　虚拟加工环境中的三坐标加工中心1.1.6　刀具切削的布尔运算刀具切削工件的过程实质上是工件与刀具布尔差的运算过程。我们主要采用清华大学的韩向利[4]提出的算法,即射线扫描追踪和Dexel模型的换视向算法。这种算法的实质是将实体表面分割成基于象素格子的四边形表面集合,改变视向后,新的投影射线与这些四边形求交。Dexel采用穷举的数学方法来近似表达实体的形状,利用一组等距的平行线集被3维实体所裁剪,裁剪的一组平行线集
【参考文献】

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【共引文献】

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