基于虚拟环境的数控仿真系统的开发

摘要

随着制造技术的发展，虚拟制造技术作为一项全新的制造策略正被广泛的研究和应用。数控仿真系统是虚拟制造技术的重要组成部分，同时为检验NC程序的正确性和数控人才的培养提供了强有力的工具，具有良好的现实意义。 课题运用可视化和面向对象的编程方法，以VB为主要开发语言，按照仿真界面总体设计，功能单独实现的模块化设计方案进行设计。研究和分析了三维建模理论，将虚拟制造技术引入到数控系统仿真中，由Pro/E软件进行机床、刀具、夹具等的实体造型，通过OpenGL对实体模型进行操作。还设计了数控程序的读取分析程序，开发出具有一定真实感的数控仿真系统。

目录

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声明

第一章绪论

1.1虚拟制造技术与数控加工仿真技术概述

1.1.1虚拟制造的概念

1.1.2数控加工仿真的概念

1.2数控加工仿真软件开发现状

1.2.1国外数控加工仿真软件研发状况

1.2.2国内数控加工仿真软件开发状况

1.3数控加工仿真技术的发展趋势

1.4本课题研究内容与意义

第二章仿真系统的支撑平台

2.1 Visual Basic 6.0简介

2.2 Windows API

2.2.1静态链接与动态链接库

2.2.2 API函数的调用

2.3 OpenGL三维图形开发环境

2.3.1 OpenGL的主要功能

2.3.2 OpenGL在Windows下的运行机制

2.4 VB环境下的OpenGL

2.4.1 OpenGL的工作流程

2.4.2在VB中实现OpenGL图形开发的原理和方法

2.5本章小结

第三章数控仿真系统总体框架设计

3.1系统总体设计原则

3.2系统功能要求

3.2.1操作方式

3.2.2显示方式

3.2.3诊断及报警功能

3.3数控仿真系统结构

3.3.1仿真系统的工作过程

3.3.2本仿真系统的软件结构

3.4本章小结

第四章虚拟环境的建立

4.1常用建模方法

4.1.1线框图表示法

4.1.2边界表示法

4.1.3扫描表示法

4.1.4构造实体几何法

4.1.5八叉树表示法

4.2基于三角形网格的造型方法

4.3数控仿真系统的几何建模

4.3.1建模工具的选择

4.3.2虚拟数控车床建模

4.3.3虚拟数控车床夹具建模

4.3.4虚拟数控车削工件建模

4.3.5虚拟刀具建模

4.4仿真环境的建立

4.4.1菜单介绍

4.4.2机床显示器的模拟

4.4.3数控操作面板的模拟

4.4.3毛坯设置

4.4.4刀具选择

4.4.5工件加工模拟

4.5本章小结

第五章数控代码的识别

5.1车削加工的特点

5.2 NC程序及其特点

5.2.1数控指令

5.2.2 NC程序

5.3 NC代码的读取及仿真

5.3.1 NC代码的编译

5.3.2插补仿真系统设计

5.4本章小结

第六章动画实现技术

6.1动画实现方法的选择

6.1.1常用动画技术简介

6.1.2常用动画技术的比较

6.1.3 OpenGL中的双缓存技术

6.2 OpenGL对实体数据的读取

6.3仿真动画实现

6.4本章小结

第七章结论

7.1课题成果

7.2总结与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况