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1、小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2010年6月第6期JournalofChineseComputerSystemsVOL31No．62010數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究與應(yīng)用彭健鈞’，郭銳鋒，張世民，邵志香，丁萬夫(中國科學(xué)院研究生院，北京10039)(中國科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所，遼寧沈陽110171)(大連工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧大連116034)E·mail：pengjianjun@sict．a(chǎn)c．cn摘要：介紹數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，提出格柵voxel三維實(shí)體建模方法，刀具掃描體的生成算法，實(shí)現(xiàn)了刀具切削工件過程的動(dòng)態(tài)仿真，并對(duì)碰撞檢查算法進(jìn)行了初步的研究．基于以上
2、方法，建立了藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)的加工仿真系統(tǒng)，在加工前對(duì)加工程序進(jìn)行驗(yàn)證，在h~：r-時(shí)對(duì)刀具軌跡的執(zhí)行、工件的切削過程等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控．關(guān)鍵詞：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)；格柵voxel；刀具掃描體；碰撞檢測中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—1220(2010)06—1240-05ResearchandApplicationofNC(NumericalContro1)MachiningSimulationSystemPENGJian-jun'’，GUORui．feng，ZHANGShi．min'，SHAOZhi．xiang·，DINGWan—fu’0(Grad
3、uateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)(ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110171，China)(InformationScienceandEngineeringCollege，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China)Abstract：Thispaperin~oducesthewholedesignofnumerica
4、lcontrol(NC)machiningsimulation，proposesgridvoxelthreedimen—sionsmodelingmethod，generationalgorithmofsweptvolume，therealizationoftoolcuttingworkpiecedynamicsimulation，andpre—liminarystudyoncollisiondetection．Basedonthesemethods，machiningsimulationofLTNCsystemisimplemented，whichcanveri-
5、fythemachiningprogrambeforeprocessingandmonitortooltrajectoryandcuttingprocessonprocessingreal—timely．Keywords：NCmachiningsimulationsystem；gridvoxel；sweptvolume；collisiondetectionl引言式系統(tǒng)，它的硬件資源有限，要求具有實(shí)時(shí)性．五軸數(shù)控系統(tǒng)不同于三軸數(shù)控系統(tǒng)，刀軸的方向是不斷變換的．格柵voxel當(dāng)今全球制造業(yè)競爭激烈，迫使制造商必須提高加工效實(shí)體建模方法具有簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表示復(fù)雜的幾何
6、物體，率．提高競爭水平最有效的方法是使用最先進(jìn)的設(shè)備和加工具有快速更新和占用較少內(nèi)存空間等特點(diǎn)，適用于五軸數(shù)控技術(shù)來提高加工效率和加工質(zhì)量．五軸數(shù)控機(jī)床能夠高速、有加工仿真系統(tǒng)．本文闡述了五軸數(shù)控系統(tǒng)刀具掃描體的幾何效地加工復(fù)雜的幾何體，完成多維高精度的加工．隨著五軸數(shù)計(jì)算方法，基于格柵voxel實(shí)體建模方法和刀具掃描體的幾控機(jī)床的倍受青睞，數(shù)控編程也更加復(fù)雜化，NC代碼的錯(cuò)誤何計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了碰撞檢測和加工過程的動(dòng)態(tài)顯示，將復(fù)雜的三率也越來越高J．一旦出錯(cuò)，將會(huì)帶來巨大的損失．維不規(guī)則幾何體計(jì)算轉(zhuǎn)換為規(guī)則幾何體間的計(jì)算，加快仿真數(shù)控仿真系統(tǒng)能夠減少甚至完全消除試切和人
7、工驗(yàn)證的速度，實(shí)現(xiàn)仿真的真實(shí)性．過程．在新的數(shù)控加工程序進(jìn)行實(shí)際加工前，程序員可采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上虛擬其加工環(huán)境、加工過程，檢測2數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出程序設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤、可能出現(xiàn)的各種問題，比如過切、欠切等現(xiàn)象，刀具的損壞，或加工出廢的產(chǎn)品，零件與刀具、刀具與2．1整體結(jié)構(gòu)夾具、刀具與工作臺(tái)的干涉和碰撞．程序員甚至可以根據(jù)仿真基于藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)，解釋器讀取工件程序進(jìn)行詞法分析、系統(tǒng)確認(rèn)切削完成的加工產(chǎn)品和原設(shè)計(jì)意圖是否吻合，進(jìn)行語法分析等檢查工作，提取數(shù)控程序中加工工藝信息和刀具細(xì)節(jié)分析，盡可能保證程序在第一次投入正式的加工時(shí)就是信息．?dāng)?shù)控加工仿真系
