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数控加工仿真系统的总体框架,模型建立以及开发过程中的关键性技术

对虚拟组装的波动机构组件及其单节摆动装置进行运动学仿真,同时进行静态和动态干涉检查。 仿真结果表明,尺寸和结构设计合理,装置运动平稳,表明设计可行。 单节摆动装置的仿真图如图7所示。结论:单节摆动装置可以作为摆动运动发生器。 只需要预先设定摆动角度变化规则0(f)即可成为摆杆摆动规则为(f)的摆动运动发生器,从而符合不同的摆动模式。 由于单节摆动装置的摆动角度图案可以自由设计,即可以独立控制,因此将多套单节装置按一定方式组合在一起,并在秋千上覆盖一层特殊的蒙皮。杆形成一组波形模拟器。 合路器可以模拟一定波长和幅度范围内的任意波形。 该装置可作为水下设备中的推进器(ES,机械制造卷43),如仿生机器鱼、无人水下航行器等,可得到广泛应用。 参考文献宗光华,毕树生. 21世纪初我国仿生机械和仿生制造的一些思考[J]中国机械工程,2001,12(10):201~204张秀丽,郑浩军,陈肯,段光宏,述评机器人仿生学研究[J]. 机器人, 2002, 24(2): 188~. 是,。 第三部分:【J】.

ICS,1971,46:545~568 程建宇,庄立贤,童秉刚。 鱼鳗模型推进游泳性能分析[J]. 水动力学研究与进展, 1988, 3(3): 87~97 于俊志等人仿生机器鱼研究进展与分析[J]. 控制理论与应用,2003, 20(4): 487-491(凌云主编) 作者单位:国防科学技术大学机电工程与自动化学院 邮政编码:湖南长沙? 收稿日期:2005-~(-4 打开文件 1 选择机床规格 H 设置毛坯尺寸 H 设置铣削参数 I 模拟加工(包括碰撞检测) 程序正确性扫描 H ,由相对固定数量的不同功能的模块组成。面向对象分析,将具体的数控铣床及其模块视为对象,即数控铣床由各个独立的对象组成,图3所示为数控铣床的对象模型。 2)对象类的建立封装了属性和方法,通过封装代码,可以隐藏程序内部的实现细节,开发者可以通过访问属性方法来控制对象,从而跳出程序的复杂逻辑。软件的整体功能设计,由于代码的封装性,在纠错时,可以很方便地修改一段代码来修改所有调用该方法的代码。

铣床模型类 在本系统中,将铣床模型做成一个类,定义为。 该类主要封装了铣床的床身、立柱、立铣头、工作台等实体部件的3D模型。 类的方法定义了这些模型的控制(如各轴的进给、主轴的旋转等)以及一些数控铣床相关的操作。 目的是通过调用实例对象的方法来控制3D模型的运动,模拟数控铣床的运动。 模型控制接口 为了更好地实现软件的可扩展性和可重用性,减少模块之间的耦合性,系统中定义了一个接口()。 接口可以被视为仅包含抽象方法的纯虚拟类。 任何继承接口的类都需要实现接口中定义的方法。 通过接口,可以实现多重继承。 接口将类的实现和使用完全分离,使类的实现细节不可见,更好地达到封装的目的。 系统中定义了铣床控制接口,定义了控制数控铣床的方法(如主轴正反转、保护窗开关、各轴进给、循环启动、循环暂停、单步执行、紧急停止等)。 这些方法不仅适用于其他铣床,也适用于数控车床。 以后如果要开发其他数控机床仿真软件,只需要从这个接口继承一个新的类即可,上层显示控制框架不需要做太多改动。 这实现了软件的可扩展性和可重复性。 零件类是一个关键类,封装了零件表面的3D模型,并实现根据刀具位置实时更新表面显示,以达到模拟切削的目的。

由于毛坯零件的形状不同,有的是矩形板,有的是圆形板或其他形状,所以系统中定义了一个零件基类,从中可以继承不同形状的子类,例如(矩形板毛坯) 。 这样就可以根据用户的需要添加不同形状的毛坯。 零件切割方法在零件类中定义。 通过调用该方法可以实时显示剪切的部分。 编写代码时,只需要声明一个变量,然后根据形状创建对应的子类实例。 在内部,您只需要调用变量的方法,而不必担心空白。 这就是多态性的体现。 刀具库类用于管理刀具信息。 用户可以对工具库中的数据进行添加、修改、删除等操作。 其数据存储在数据库中。 数控铣床加工仿真系统模型的关键技术 (1)开发环境 本系统正在开发中。 它是该公司出品的可视化面向对象编程工具。 您可以使用它提供的VCL(ry)控件来构建应用程序框架。 (2)建立铣床的3D模型,首先创建3D场景,然后在场景中添加长方体(TCube)、圆柱体()等基本3D实体。 通过这些基本实体的组合和拼接,可以轻松绘制铣床的3D实体模型。 。

效果如图4所示。模型中的实体以树形结构进行管理。 一个节点可以有多个子节点。 当父节点移动时,子节点也跟着移动。 例如,床身作为父节点,立铣头作为床身的子节点,主轴作为立铣头的子节点,刀具作为子节点主轴的。 这样,当立铣刀上下运动时,主轴和刀具会同步运动,当主轴旋转时,刀具也会同步旋转。 采用三角盘离散化方法生成零件的3D模型,然后根据刀具位置实时更新和显示。 (3)数据库设计本系统采用微软的数据库来存储刀具信息。 也可以使用内置的BDE()数据库引擎来实现。 但发布程序时必须同时发布BDE,这给软件增加了不必要的容量。 使用的控件可以轻松连接数据库,并且没有像BDE那样烦人的数据库别名。 通过并且您可以方便地操作数据库,如浏览、添加、修改、删除和查询等。在命名中。 在mdb数据库中建有一个名为name的表,即铣刀信息表。 该表包含与铣刀相关的参数信息,其字段结构见附表。 附表为铣刀信息表的字段结构。 种类包括以下5种刀具:立铣刀、球头铣刀、镗刀、钻头、圆角铣刀。

根据用户选择的刀具类型,采用不同的CalcZ方法来切削不同的刀具路径形状。 (4)为工具库操作而设计的资源管理器之所以方便,与其直观、易于操作的树形结构密不可分。 借鉴这一思想,为了方便用户操作刀具库,可以将数据库与树形结构关联起来,并以树形结构显示库中的刀具信息。 它允许用户随意添加、删除、修改、浏览树中的节点,同时可以将刀具节点直接放入刀架列表中。 如图5所示。当用户点击树中不同级别的节点时,其右侧的表格将动态更新和显示,工具图例也会相应变化。 用户点击立铣刀节点,表格中会列出所有类型立铣刀的刀具信息。 此时,刀具图例将显示为立铣刀。 如果用户选择某个工具节点,则表中仅列出该工具信息。 (5)按钮设计本系统模拟Fanuc的操作面板,共有44个按钮。 如果一一写事件代码,不仅麻烦,而且修改起来也很困难。 经分析,可分为以下几类:数字字符键( )、页面切换键( )、程序编辑键( )、导航键( )、帮助键( )、复位键( )。

这些按键都共享一个统一的事件,并且根据分配给按钮的不同Tag值来确定执行的代码。 (6)仿真动画的生成如果想让模型按照预定的轨迹连续运动,首先需要一个脉冲发生器,这样脉冲就可以驱动模型连续运动。 该系统使用组件作为脉冲发生器。 每触发一个事件,模型就会读取一行数据,然后根据数据进行运动,达到模拟铣床运动的效果。 模型读取的数据保存在NC程序加工类生成的临时数据文件中。 文件以某种格式写入,然后以某种格式读出。 当工作台或刀具移动一步时,判断该零件是否有可能被切削。 如果进行切割,则更新零件表面上对应离散点的坐标值,以达到模拟零件切割的效果。 结论:该系统经过3年的实际使用和不断改进,目前可以供大专院校和212家工厂用于数控操作培训、数控防伪加工以及数控加工程序正确性检查和碰撞检查,具有良好的使用价值。 ,陈彦涛。 图形编程指南[M]. 中国水利水电出版社,2001 龙劲松,王宇. 开发者指南[M]. 北京:机械工业出版社,2003 李小平,段正成,唐阳平。 数控加工过程仿真系统研究[J]. 制造自动化,2000,(2)刘卓志,李胜义,唐洛生。 虚拟机床建模和加工过程仿真……。 虚拟制造技术,2002,(4)(林帆主编) 作者单位:炮兵学院基础实验中心 邮政编码:合肥? 收稿日期: 2005-~-4