盛亮[1]2005年在《基于实体的数控加工仿真关键技术的研究与实现》文中提出本文在江苏省高技术计划研究项目资助下,分别从近似实体仿真和精确实体仿真两个方面研究实体数控加工仿真验证关键技术;基于近似实体仿真模型,建立数控加工仿真力学模型,研究 NC 代码中进给率 F 优化技术;将网络技术和协同技术与实体数控加工仿真相结合,基于精确实体模型研究协同实体数控仿真,并架构实体数控仿真 Web 服务。本文研究具体包括以下主要内容: 1. 提出 Cuboid-array 近似实体仿真验证模型,研究近似实体仿真关键技术。提出视图粗细度(LOV),实现视图动态操作。提出剖视误差分析法,评价仿真结果。提出双体建模,基于 B-rep 模型完成干涉检查和动态过切检查,基于Cuboid-array 模型记录数控加工中间结果。提出双体显示,降低屏幕刷新频率,减少系统资源使用,改善仿真系统执行效率。 2. 提出组斜环式螺纹构造方法,研究和实现车削镜像加工仿真,以及加工仿真系统中宏代码的分析和处理,为解决此类问题提供了思路和方法。提出组合式实体刀具扫掠体的构造方法,实现平底刀、球头刀、环形刀、锥形刀和钻刀扫掠体的动态构造。采用简化的组合方式,解决刀具扫掠体在圆弧扫掠路径小于刀具半径时出现的自交问题。提出基于设计模型的数控仿真验证的新方法,检查刀具过切,刀具与夹具、工作台的碰撞,并将该方法应用到实体车、铣削仿真。基于组件研究 NC 代码预处理和叁维 CAD 数据转换浏览技术。 3. 基于 Cuboid-array 模型和平均力学模型,建立数控加工仿真平均力学模型,基于仿真技术手段,探讨数控加工仿真中切削力仿真和材料去除率仿真。分别基于切削力、材料去除率和切屑厚度,研究 Fanuc 控制系统的 NC 代码中进给率 F 的优化。与协同技术和网络技术相结合,提出基于实体的协同数控加工仿真,研究协同数控加工仿真的关键技术,设计数控加工仿真的协同网络协议NCSP,基于 Hoops 和 ACIS 平台实现了基于网络的协同数控加工实体仿真原型系统。架构数控仿真 Web 服务平台。 4. 文章最后对本课题作了总结和展望。
周静[2]2005年在《数控仿真叁维建模与系统实现》文中研究表明数控机床在制造业中占据着重要地位,数控人才的培养也越来越重要。研究开发一套应用于数控教学培训的仿真系统,具有很好的现实意义。 本文以数控车床和立式加工中心为仿真对象,首先分析了数控仿真系统的功能模型及总体结构,然后对叁维仿真模块、NC代码解析模块、串口通信模块、数据库模块、网络通讯模块进行了研究。论文重点探讨了系统的叁维建模及其实现技术,具体包括:根据CSG建模思想,采用层次化、结构化的建模方法构建机床本体(包括刀具)模型;采用粒子系统的建模思想,对冷却液模拟仿真,解决了不易描述的不规则物体的物理动画仿真;采用基于叁角网格的离散方法,解决了毛坯的变形动画仿真问题,实现车削、铣削加工仿真(包括车削中螺纹加工和铣削中多种刀具加工)。 加工仿真测试表明:系统具有较好的实时性、交互性以及叁维图形显示能力,能够有效地验证程序的正确性,较好地满足了数控人才培训的要求。
赵瑾[3]2005年在《数控加工仿真中的碰撞干涉检查与精度验证》文中提出计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)是现代制造技术的重要组成。随着世界科学技术的不断进步,CAD/CAM 及其相关技术的应用和推广将会从根本上改变传统的产品设计、制造模式,极大地提高生产效率,创造更多的技术经济效益。数控加工仿真是计算机辅助设计与制造的关键技术。本文在南京航空航天大学CAD/CAM 工程研究中心研究开发的 WebMill 数控加工仿真系统的基础上,对数控加工仿真中的碰撞干涉检查和精度验证技术进行了进一步的研究和软件开发,主要研究工作和成果如下:1. 在参与 WebMill 数控加工仿真系统的开发过程中,结合该系统的功能需求, 开发了 WebMill 数控加工仿真系统的铣削刀具库模块,实现了刀具管理功 能。2. 在对叁维空间物体碰撞干涉检测学习研究的基础上,通过刀具扫掠体的包络 面与表示夹具的离散线段是否相交,来快速判定数控加工仿真过程中刀具与 夹具的碰撞干涉并实时显示。3. 在对国内外已有精度验证方法研究分析的基础上,结合 WebMill 数控加工仿 真系统的特点,采用基于叁角化离散仿真的法向误差验证法实现了几何仿真 的精度验证。结合加工实例,采用误差云图和误差文件来输出误差验证结果, 并与实际检测的结果比较以验证算法的可靠性。4. 在分析数控加工中切削力、切削热、刀具磨损、对刀精度和机床精度等因素 对加工误差影响机制的基础上,对数控加工的综合误差模型进行了初步研究 和探讨,为南航 CAD/CAM 工程研究中心开展数控加工物理仿真技术及相关软 件的研究开发做了一些理论上的准备。
王蔚[4]2016年在《数控加工仿真关键技术研究与软件开发》文中研究表明近些年来,随着"科教兴国、人才强国"的战略的提出以及实施,我国的科技实力正逐步上升,而自电子计算机问世以来,电子行业逐渐成为了世界上发展最为迅速的一个行业,电子计算机技术也是世界上应用最为广泛的技术,因此作为计算机技术中最重要的数控加工仿真技术也逐渐成为了以工业上不可或缺的技术。主要通过对数控加工仿真技术的综述,探讨数控加工仿真的关键技术及软件开发的现状及改进措施,同时着重强调数控仿真技术的发展趋势与社会意义。
徐敏[5]2012年在《基于Pro/E和VERICUT的虚拟数车床建模与仿真应用》文中进行了进一步梳理虚拟机床是指机床在虚拟环境中的映射。虚拟机床技术集制造技术、机床数字控制技术、CAD建模技术与仿真技术于一体。应用虚拟数控机床技术可以仿真数控加工过程，验证数控程序的正确性，评估加工工艺的合理性，减少加工试切的成本，缩短产品的生产周期，提早发现加工过程中的干涉情况。随着机械制造业的快速发展，社会急需大量的数控技术应用型人才。但是受众多职业学校学生多、机床数量少的条件限制，学生上机操作时间显着不足。且学生初次操作数控机床易发生机床碰撞，损坏设备等情况。因此，本文围绕虚拟数控车床选题，利用Pro/E和VERICUT软件实现虚拟数控车床的构建和加工仿真。从而解决数控设备紧张问题，节省实训成本。本论文主要完成以下几方面的内容：（1）通过查阅大量文献资料，系统研究虚拟数控机床的关键技术。（2）深入研究VERICUT系统各功能模块的和Pro/E软件的应用技术。建立虚拟数控车床的功能模型。（3）以现有的CAK6140型数控车床为原型，利用VERICUT软件和Pro/E软件构建虚拟数控车床仿真系统。完成了机床各项功能的设置和测试运行工作。（4）以典型工件加工为例，利用ProNC建立实际零件的加工模型，完成NC代码的制作。利用虚拟数控车床仿真系统对零件的加工过程进行仿真，对加工后的零件进行了质量分析。并进行了教学方面的研究和应用。通过以上的研究，证明了利用VERICUT软件与Pro/E软件所建立虚拟数控车床仿真系统切实可行。并有力的解决了教学用数控设备少，加工条件差的难题，对提高学生的数控技术水平起到了不可替代的作用。
伍铁军[6]2001年在《数控加工仿真关键技术研究与软件开发》文中研究表明本文对数控加工过程的几何仿真和NC程序的编程精度验证方法进行了深入研究，在国家“九五”重大科技攻关专题、江苏省“九五”科技攻关项目的支持下，研究开发了超人2000CAD／CAM集成系统数控加工仿真子系统RealCut1．0。本文的主要工作体现在下述几个方面： 1．应用面向对象的系统分析和设计技术对数控铣削加工仿真系统进行了总体分析和设计。对数控加工仿真的问题域、结构和对象进行了详细分析，设计了友好的用户界面，使得该系统具备了进一步商品化的基础。 2．以工程实际应用为背景，提出并实现了数控车削加工仿真的一些关键算法，包括快速真实感图形显示算法，快速的材料去除算法。 3．对数控铣削加工仿真的切削过程几何表示及真实感图形显示算法进行了深入研究，提出并实现了一种数控铣削仿真切削过程几何表示及真实感图形显示算法。该算法生成的真实感图形显示效果好，接近光线追踪生成的真实感图形。算法在交点的计算上进行了简化，提高了计算速度。尤其是该算法计算切削后生成的小叁角片的法向量成为计算交点的一个副产品，几乎不再占用额外的计算时间，为做到平滑地动态显示高质量的真实感图形提供了可能。 4．提出并实现了一种用于数控铣削加工仿真的快速局部消隐算法。我们充分利用了OpenGL提供的高速处理颜色缓存、深度缓存和模板缓有的功能，使得实现的算法不仅运行速度快、稳定，而且克服了等轴测投影算法不能在任意角度显示工件加工过程的缺陷，具有一定的先进性。 5．为了进一步提高系统的运行效率，我们还采用了一系列加快仿真计算和图形生成显示的技术。包括利用OpenGL的显示表技术加快显示刀具的速度；利用图象拷贝技术显示刀具的运动；应用局部刷新技术加快材料去除的动画图形显示。 6．提出了一种毛坯细分方法和存储每个细分点信息的数据结构。在此基础上，提出了一种局部再细分精确求解的编程精度验证算法(Z&N方法)，该方法不需增加细分密度，验证精度就可以有较大的提高。其运行效率高于用几何模型法向量与刀具扫掠体求交的方法，验证精度大于用Z坐标方向矢量与刀具扫掠体求交的算法。 以上数控加工仿真关键技术研究的成果已经成功地应用于RealCut1．0软件的开发。大量的应用实例表明，所研制开发的数控仿真软件，图形显示的质量高，仿真效果真实，仿真结果与数控加工的实际结果吻合，凡是加工中出现的过切等错误在仿真中都能真实地反映出来，从而有利于发现数控加工编程软件的问题，对改进完善数控加工编程软件和保证零件加工质量起到了重要的作用。
陈鉴[7]2004年在《基于网络的数控仿真系统研究》文中研究指明本文根据网络化制造环境下数控仿真的需求分析以及网络数控系统(WEB_CNC)的整体需求,研究了网络数控仿真系统的体系结构、仿真关键技术以及系统支撑技术,并实现了基于网络的数控仿真原型系统。论文根据对网络环境下的数控仿真功能特点的分析,提出了适合于网络环境、满足仿真需求的系统结构,对基于网络的数控仿真系统的工作流程进行了研究,确定了系统的技术实现路线。本文针对基于网络的数控仿真提出了用于驱动OpenGL渲染仿真的高效数控代码解析方案,研究了基于图形空间方法与OpenGL高级渲染技术的切削仿真算法,该算法仿真效果真实感强,实现了数控铣削加工过程的叁维图形仿真。在此算法的基础上结合Open Inventor研究了数控加工过程仿真与数控加工设备环境的可视化技术,实现了基于VRML文件的对复杂毛坯的数控加工仿真。此外,结合Open Inventor与ActiveX技术实现了对于远程数控加工的用于Web浏览器的监控仿真控件,实现了基于通用平台与VRML标准文件格式的开放式的远程数控监控仿真。论文根据基于网络的数控仿真系统的网络通信需求,结合套接字和多线程技术,实现了多客户网络通信环境,成功解决了由于多客户并发造成网络通信不畅或者服务器响应不及时的问题。根据本文的研究内容与成果,成功开发了基于网络的数控仿真原形系统,实现了与WEB_CNC系统中其他子系统的成功集成,并且以应用实例验证了设计方案与算法的可行性与正确性。
毛明辉[8]2004年在《数控仿真建模及实现技术研究》文中提出本文对数控仿真建模和数控加工仿真实现技术进行了深入的研究，并与南京巨森数控公司合作开发了车床和铣床的数控仿真系统。本文的主要工作体现在下述几个方面： 1．分析和建立仿真系统总体框架结构，设计友好的用户界面，使得该系统具备进一步商品化的基础。 2．着重阐述数控切削过程动态模拟的叁维建模技术。给出基于叁角网格方法的铣削和车削的模型。 3．对数控仿真的切削过程的几何表示及求交算法进行深入的研究，分别提出并实现车削和铣削的程序设计，并对铣削采用一种局部快速消隐算法，不仅避免了大量的求交过程，而且提高了显示速度。 4．探讨数控仿真在互联网上的实现技术，提出通过Java本地接口JNI结合Java与OpenGL在互联网上来实现数控仿真，给出简单的程序设计。 综上所述，所开发的系统具有界面友好、使用方便、功能全面的特点，不仅可用于实际加工生产，而且可用于数控教学和培训，适应了先进制造技术的需求。
张雪薇[9]2013年在《多轴铣削加工仿真及切削参数优化关键技术的研究及实现》文中研究表明虚拟制造是二十世纪八十年代迅速发展起来的一种信息化制造技术,作为虚拟制造技术的研究热点,数控加工仿真系统自从面世以来就受到国内外学者和制造业的极大关注。在实际加工前,数控加工仿真系统通过计算机模拟产品的加工过程,取代人工试切成为加工中的主要技术手段,并且在降低生产成本、提高加工效率、优化加工过程等诸多方面具有明显优势。针对现有数控仿真软件缺乏切削力预测、切削参数优化功能及商业软件价格昂贵等问题,本文基于虚拟制造系统的真实性、实时性等特点开发了一种多轴铣削加工仿真系统。该系统充分利用C++编程语言的优越性与ACIS/HOOPS几何造型平台技术的交互性,实现了多轴铣削加工仿真、铣削过程参数提取、切削力预测等功能,并在所预测切削力的基础上进行切削参数的优化。本文进行了以下几方面的研究：(1)为实现铣削加工几何仿真及在物理仿真中有效提取刀具参数,建立具有精确铣刀轮廓及刃形曲线的立铣刀模型,同时基于多轴铣削加工特点和刀具几何模型对立铣刀扫描体的创建进行研究。本文提出了一种基于铣刀球模型的刀具扫描体构建方法,该方法能处理复杂的刀具运动路径,通用性较强。(2)为实现多轴铣削加工动态仿真,提出TDM实体建模方法完成毛坯与铣刀扫描体在铣削加工区域的布尔运算,此部分是铣削加工仿真系统的重点研究内容,该建模方法数据结构相对简单,计算量较小,计算效率较高。(3)在实现铣削加工仿真的基础上获取材料去除量、轴向切削深度等加工参数,对切削力模型进行研究,预测切削力数值并完成切削参数的优化过程。(4)本文基于虚拟加工仿真,以C++、ACISR23、HOOPS1919作为开发工具,完成了多轴铣削加工仿真系统的开发,实现了铣削加工参数定义、铣削加工过程仿真、加工参数输出、切削力预测及切削参数优化等功能。该系统的研究为多轴复杂曲面加工仿真及参数优化软件的开发奠定了理论基础。
王涛[10]2008年在《数控木工机床加工过程仿真系统研究与实现》文中认为随着制造业的飞速发展,近些年来涌现出一大批新的制造技术,而虚拟制造就是其中的一个非常重要的新技术,它集中体现了制造业信息化、自动化、智能化的发展趋势。数控仿真是虚拟制造的一项关键的基础技术。论文主要进行了以下具体研究工作:采用面向对象技术和openGL语言建立了在数控木工机床仿真中由工件、机床、夹具及刀具等实体组成的仿真操作环境,通过描述它们之间的结构关系,快速、真实地显示出叁维虚拟场景;采用Visual C++编程语言,实现了仿真环境中NC代码的读入、检查、解释的译码器编译环境;根据机床的毛坯和刀具的相互运动关系,建立虚拟木工机床运动仿真模型;在加工不同实体或同一实体的不同形状时刀具的选择是不一样的,这里用构造实体几何法来简化刀具的复杂形状减少图形的复杂计算,使程序运行速度更快;在数控仿真系统碰撞和干涉检验部分,本文提出了静态碰撞干涉检测和动态干涉检测算法,实现了碰撞干涉的快速检测,满足了数控仿真系统的“实时性”要求。以上数控加工仿真关键技术研究的成果已经成功地应用于软件的开发。效果表明,所开发的数控仿真软件,图形显示的质量高,仿真效果真实,仿真结果与数控加工的实际结果基本吻合,对改进完善数控加工编程软件和保证零件加工质量起到了重要的作用。
参考文献：
[1]. 基于实体的数控加工仿真关键技术的研究与实现[D]. 盛亮. 南京航空航天大学. 2005
[2]. 数控仿真叁维建模与系统实现[D]. 周静. 南京理工大学. 2005
[3]. 数控加工仿真中的碰撞干涉检查与精度验证[D]. 赵瑾. 南京航空航天大学. 2005
[4]. 数控加工仿真关键技术研究与软件开发[J]. 王蔚. 黑龙江科技信息. 2016
[5]. 基于Pro/E和VERICUT的虚拟数车床建模与仿真应用[D]. 徐敏. 浙江工业大学. 2012
[6]. 数控加工仿真关键技术研究与软件开发[D]. 伍铁军. 南京航空航天大学. 2001
[7]. 基于网络的数控仿真系统研究[D]. 陈鉴. 东南大学. 2004
[8]. 数控仿真建模及实现技术研究[D]. 毛明辉. 南京理工大学. 2004
[9]. 多轴铣削加工仿真及切削参数优化关键技术的研究及实现[D]. 张雪薇. 东北大学. 2013
[10]. 数控木工机床加工过程仿真系统研究与实现[D]. 王涛. 东北林业大学. 2008
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