在研究虛擬現(xiàn)實技術、數(shù)控加工技術的基礎上 ,開發(fā)出了一個真正的仿真虛擬加工環(huán)境 ,主要包括車間、機床、夾具等場景 ,該車間包括三坐標銑削加工中心等 5臺機床 ,機床實現(xiàn)了仿真加工能力 ,車間提供了用戶漫游功能。同時該環(huán)境實現(xiàn)了對零件可加工性的評價、機床及刀具加工參數(shù)的合理性評價、NC代碼的驗證等工作。闡述虛擬加工環(huán)境的建造模型、功能模型及關鍵技術 ,主要包括設備加工特征的建模、設備幾何建模的描述、加工中心的運動學建模、虛擬加工環(huán)境仿真過程的數(shù)據(jù)流模型、加工過程的工件逐步成型算法等關鍵技術。
【部分圖文】：

利用這些算法我們開發(fā)出了虛擬加工環(huán)境的所有設備,主要包括一個車間、三坐標加工中心、五坐標加工中心等5臺機床(見圖3)。該虛擬環(huán)境是在考慮到虛擬環(huán)境的速度問題,對與加工過程無關的局部細節(jié)進行簡略表達,而其它的部位完全模仿了真正的加工中心的外形尺寸結(jié)構。

在虛擬加工環(huán)境的過程中,我們采用了BRep和CSG(結(jié)構的立體幾何法)混合的建模方法(其結(jié)構見圖2)。該方法采用結(jié)構立方體幾何模型為外部模型,邊界表示法作為系統(tǒng)的內(nèi)部模型,特征造型法為系統(tǒng)提供相關的特征建模操作。這樣,當用戶交互式地逐步構造設計對象時,系統(tǒng)應能自動地記錄用戶操作命令,形成CSG樹,并簡捷地生成各個體素的屏幕模型,而不必在內(nèi)存中展開所產(chǎn)生體素的完整邊界表示

利用這些算法我們開發(fā)出了虛擬加工環(huán)境的所有設備,主要包括一個車間、三坐標加工中心、五坐標加工中心等5臺機床(見圖3)。該虛擬環(huán)境是在考慮到虛擬環(huán)境的速度問題,對與加工過程無關的局部細節(jié)進行簡略表達,而其它的部位完全模仿了真正的加工中心的外形尺寸結(jié)構。圖3　虛擬加工環(huán)境中的三坐標加工中心1.1.6　刀具切削的布爾運算刀具切削工件的過程實質(zhì)上是工件與刀具布爾差的運算過程。我們主要采用清華大學的韓向利[4]提出的算法,即射線掃描追蹤和Dexel模型的換視向算法。這種算法的實質(zhì)是將實體表面分割成基于象素格子的四邊形表面集合,改變視向后,新的投影射線與這些四邊形求交。Dexel采用窮舉的數(shù)學方法來近似表達實體的形狀,利用一組等距的平行線集被3維實體所裁剪,裁剪的一組平行線集
【參考文獻】

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本文編號：2887270