本仿真器運行環境要求較低，一般普通微機就能滿足使 用要求。全中文操作、人機界面直觀友好、即學即用、全程 幫助一學就會，尤其適合一般學校的精工教學，使受訓者快 速掌握CK0630精工車床的編程加工技術，做到集應用、教 學、培訓于一體，體現其應有的社會和經濟效益。 本仿真器主要面向手工編程培訓教學，可接受 CAD/CAM系統（如CAXA,MASTERCAM,PRO/E等）生成的經 過后置處理的精工程序。以CAD/CAM軟件為平臺，通過一 群計算機與少數加工機床聯網，組成CAD/CAM機床網絡實 驗室，實現先進制造技術一體化教育。
5 個基本功能和合適的錯誤信息管理,就能構建一個良好的針對特定精工系統的專用 NC 代碼翻譯器, 我國已有幾家院校如華中理工大學、 上海交通大學、 哈爾濱工業大學等實現了某些精工系統的 NC代碼翻譯器, 應用情況良好。但是由于目前精工系統種類很多, 各種精工代碼之間差別很大, 因此專用的翻譯器適用面太窄。要解決這一問題, 可以考慮基于模版的翻譯方法, 即由于各精工系統所完成的各個功能基本相同, 可以按功能實現翻譯器, 并對各功能建立對應的函數庫, 里面存放不同精工系統中該功能的實現函數,這樣實現的翻譯器就可以動態地適用于多個精工系統, 是一種通用 NC代碼翻譯器。
計算機三維實體碰撞檢測一直是計算機圖形學領域的一個研究熱點, 從 20 世紀 70 年代以來, 有許多專家學者對三維運動體碰撞檢測方法作了大量的研究工作: 1988 年 Canny[6]提出了基于 B- Rep 多面體的動態體與靜態間的碰撞檢測方法; 1989 年 Nobrio等[7]用八叉樹實體表示檢測動態與靜態體間的碰撞問題; 2004 年,Ding等人[8]研究了基于八叉樹的碰撞檢測算法并將其應用于 5 軸加工的干涉檢測, Kim等[9]用球面矢量 Voronoi圖來解決高速運動中的碰撞檢測問題; 2005 年, Ilushin等[10]針對多軸加工過程提出了一種采用射線跟蹤(Ray-tracing)來檢測實體干涉碰撞的方法。 總結這些研究不難發現, 運動碰撞檢測的算法可以分為 3 大類。
目前國際上已有不少較為成熟的商用虛擬加工軟件, 例如 VERICUT, MasterCAM, Deneb VNC等。 這些軟件或為專門的虛擬加工軟件, 或帶有加工仿真模塊, 在技術上比較成熟, 已有較多的應用客戶。
2 三軸精工銑削加工仿真系統的主要功能模塊2 . 1 數據預處理此模塊主要用來實現 NC文件的數據讀入。 精工加工刀軌仿真的關鍵就是從 NC文件中讀取三軸聯動加工信息。這些加工信息主要包括 G功能代碼和尺寸字。本文根據三軸聯動的實際特性 ,只對以下三組常用代碼作相應的處理: G00～G O2; G17～G19; G90, G91。系統在讀入 NC文件之后 ,需將NC文件數據轉化為仿真所需的坐標點 ,并存儲到鏈表中[ 1 ]。鏈表結構如下:
基于上述思想 ,開發出三軸精工銑削加工過程的幾何仿真系統。下面以采用消失模鑄造工藝生產的 4060型消防栓為例 ,說明該仿真系統的運行過程。 首先利用三維造型軟件使用 ,在兼備兩種算法優點的同時 ,也受到一些算法缺陷的影響。具體來說 ,因為加入了模擬退火的過程 ,在算法的執行時間上 ,遺傳退火算法的執行時間介于遺傳算法和模擬退火算法之間。但是在所得到的近似最優解方面 ,遺傳退火算法沒有受到遺傳算法中局部收斂和“ 早熟 ” 問題的影響 ,在三種算法中 ,該算法得到的解是最優的。如何對算法進行進一步的改進 ,盡可能發揮兩種算法各自的優勢 ,將負面影響降低到最小 ,是下一步工作的主要方向。
在精工加工之前驗證加工代碼的正確性 ,是精工加工過程中一個非常重要的環節。傳統方法既費時又增加成本 ,而通過計算機軟件可在虛擬環境下進行零件的加工模擬 ,則具有傳統方法無可比擬的優勢。因此 ,開發精工加工仿真系統是很有意義和實用價值的。本文所開發的仿真系統主要包括精工加工的刀軌仿真和干涉檢測兩方面。刀軌仿真可以直觀、 快速地反映精工機床加工過程 ,而干涉檢測可以防止刀具與工件之間發生干涉 ,這樣可以在正式加工前發現加工代碼中存在的錯誤并予以糾正 ,從而使在不需要真實加工環境下評價精工加工過程成為可能。
由于計算機性能的不斷改善以及計算機圖形學技術的迅猛發展, 計算機仿真技術在制造系統中得到了廣泛的應用。如果采用計算機上的仿真加工來替代或減少實際的試切工作, 就可以大大縮短產品的生產周期, 降低其制造成本, 增加整個產品的市場競爭力。在這樣的背景之下, 虛擬加工應運而生。
加工中心在機械加工領域越來越重要，加工中心機床上所用的夾具的作用 也隨之擴大。加工中心夾具的快速發展使得這類夾具的分類細化，由于此類機床要求的精 度較高，所以要求機床的各個部件也需要在結構和功能上到達一定的精度，傳統夾具工裝 設計在當今時代不能滿足要求，數字化技術的實施，使得加工中心機床及夾具都邁向了一 個新的臺階，替代傳統的工裝設計已是歷史的必然。數字化裝配及仿真具體能解決加工中 心夾具的以下問題：
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