基于OpenGL的数控车削三维仿真系统的研究

摘要

在数控机床加工零件的过程中,数控程序代码的正确性决定着加工出的零件是否符合要求。传统的方法是采用试切法或轨迹显示法,但这些方法增加成本、延长生产周期,或效果不佳,局限性大,容易出现设备损坏或造成人身伤害。通过该仿真系统的研究与开发,能彻底解决生产中试切的问题；借助该系统,职业院校、培训机构可开展虚拟实验,减少设备开销；同时也为其他仿真系统的设计提供借鉴。
　　 该仿真系统主要研究并解决了以下问题:
　　 首先,研究了数控车床的车削过程,对系统进行了需求分析,设计了系统的各个功能模块,建立了仿真系统整体框架,明确了各模块的功能。
　　 其次,研究并实现了数控代码数据流处理算法；研究并完成了NC代码的词法分析、语法分析和语义识别,目标代码的数据结构的构建:提出了使用CobArray类对象存储目标代码的方法。
　　 再次,研究了Visual C++平台的工作机制,OpenGL图形系统在MFC中的初始化技术；研究并完成了在OpenGL图形系统中车削加工环境的建模；在研究动画技术、仿真算法和刀具轨迹算法的基础上提出了一种简化的仿真算法,完成了车削仿真和刀具轨迹计算。
　　 最后,研究并实现了仿真系统的人机交互界面的设计和对错误代码和错误操作的处理。
　　 通过实际NC程序的验证,该车削仿真系统能够正确处理NC文件、翻译代码、显示车削加工环境、动态仿真车削加工过程、处理异常情况、人机交互,实现了系统预期的各项功能,较好地满足了车削仿真系统的需求。