数控仿真三维建模与系统实现

发布时间：2017-04-09 16:21

  本文关键词：数控仿真三维建模与系统实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：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,然后对三维仿真模块、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三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;采用基于三角网格的离散方法,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、交互性以及三维图形显示能力,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。
【关键词】：数控 三维仿真 建模 OpenGL
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG659
【目录】：

• 1 绪论7-12
• 1．1 数控仿真技术概述7-10
• 1．1．1 数控仿真技术提出与分类7-8
• 1．1．2 国内外研究现状8-9
• 1．1．3 存在不足9
• 1．1．4 发展趋势9-10
• 1．2 论文选题背景及研究内容10-11
• 1．2．1 选题背景10
• 1．2．2 主要研究内容10-11
• 1．3 论文组织结构11-12
• 2 数控仿真系统总体方案论证12-17
• 2．1 数控仿真系统实现方案选择12-14
• 2．1．1 数控仿真系统的几种实现方案12-13
• 2．1．2 OpenGL优点13
• 2．1．3 选择VC的理由13-14
• 2．2 数控仿真系统设计基本要求14
• 2．3 总体结构设计14-17
• 3 数控仿真系统三维几何建模17-28
• 3．1 三维造型基础库的建立17-20
• 3．1．1 三维造型基础库结构17-18
• 3．1．2 COpenGL类18-20
• 3．1．3 几何基础模块20
• 3．2 机床本体建模20-25
• 3．2．1 机床本体几何建模20-21
• 3．2．2 机床本体行为建模21-22
• 3．2．3 机床本体建模实例22-23
• 3．2．4 刀具建模23-25
• 3．3 粒子系统建模方法25-28
• 4 加工过程动态仿真实现28-47
• 4．1 加工过程动态仿真算法28-30
• 4．1．1 基于图像空间离散法的动态仿真28-29
• 4．1．2 基于物体空间离散法的动态仿真29
• 4．1．3 本课题选用的动态仿真算法29-30
• 4．2 数控铣削动态仿真实现30-39
• 4．2．1 铣削加工过程仿真简介30
• 4．2．2 铣削毛坯离散化和毛坯绘制30-32
• 4．2．3 铣削仿真判断、计算过程32-38
• 4．2．4 铣削仿真算法验证38-39
• 4．3 数控车削动态仿真实现39-47
• 4．3．1 车削毛坯离散化39-40
• 4．3．2 车削仿真判断、计算过程40-42
• 4．3．3 车削毛坯绘制42-44
• 4．3．4 螺纹加工仿真44-47
• 5 系统动画与真实感处理技术47-53
• 5．1 数控仿真动画实现47-48
• 5．1．1 数控仿真系统动画技术分析47
• 5．1．2 数控仿真双缓存动画实现47-48
• 5．2 提高数控仿真场景的真实感和实时性48-53
• 5．2．1 OpenGL基础应用48-50
• 5．2．2 法向量相关问题处理50-53
• 6 数控仿真系统实现及运行实例53-67
• 6．1 系统三维仿真模块的辅助功能的实现53-54
• 6．2 NC代码解析模块54-56
• 6．3 NC模拟面板56-57
• 6．4 串口通讯模块57-58
• 6．5 数据库模块58-59
• 6．6 网络通讯模块59-62
• 6．6．1 基于NetMeeting SDK的远程教学模块59-60
• 6．6．2 基于OpenGL-ActiveX组件的远程数据发布60-62
• 6．7 系统运行实例62-67
• 6．7．1 车削仿真软件界面62-63
• 6．7．2 加工运行实例63-67
• 7 总结与展望67-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73

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