基于OpenGL的虚拟检测单元的研究与开发.pdfVIP

134 韶辫2002年第29卷增刊 基于openGL的虚拟检测单元的研究与开发 姜圣广，姚英学，李建广 (哈尔滨工业大学电工程学院．黑龙江哈尔滨150001) 单元的应用前景，阐述了涉瓦的关犍技水，建立了虚拟检测模型，开发了检测单元的系统软件． 关键词：虚拟制造：虚拟检测模型；仿真 虚拟制造系统是通过模拟加工过程中真实出现的各种 设计模型，它是从设计者的角度建立的摸型：而cAM模 事件，来预测加工结果，从而改进和提高生产效率，降低 型是加工模型，它要从加工制造的角度来考虑。并且误差 生产成本，提高对市场的反应速度。然而，作为虚拟制造 本身数据量大，又是离散分布的，将其直接加入到现有的 系统的重要组成部分的检测单元的研究仍处于起步阶段。 cAD模型较困难。 虚拟制造系统中的检测单元也可以称之为虚拟检测单元， 从概念上讲，它应该是虚拟制造系统中的一个子系统。-T 件通过前期的设计和加工仿真之后，便包含了几何信息、 工艺信息和加工过程中所产生的误差信息，再经过虚拟检 测单元来进行检查和测量，这样便形成了一整套的虚拟制 造系统．本项研究正是为获取检测模型中的误差信息，为 加工和生产提供一些有实际意义的误差参数而开发建立的 一套软件系统．利用这种人造的虚拟仿真环境，用户可以 根据自己的需求实现工件检测、功能演示和培训教学等工 作，解决了现有坐标测量机培训难的问题。 1 虚拟检测单元的定义与体系结构 虚拟检测单元是实际的检测过程在计算集中的模拟与 映像，是一个以虚拟制造为基础，以几何量测量为对象． 根据用户的输入而建立的虚拟几何量测量系统。虚拟检测 单元尽管没有真实的检测仪器的实体，但却具有真实检测 仪禚的感觉和功能，能够模拟真实测量仪器的整个过程． 圈l虚拟检飘单元组成嵌块的体系结构 它是一种建立在虚拟现实基础上的，集量仪设计理论、计 为此，我们采用了一种相对简单的又可以提供较全面 算机辅助设计、计算机辅助检测、计算机辅助检测规划和 信息的实体建模方法一空间分割法，来表示工件模型。其 检测过程的建模与仿真技术、数据处理技术、图形处理技 主要思想是：首先将实际的实体进行划分，分割成许多小 术于一体的．以个人计算机或者工作站为基体．以软件为 的空问单元(长方体或者立方体)：然后，向被加工的空间 主的一个计算机整体m．利用它，用户可以根据自己的衙 单元中添加加工误差信息和其它信息。这样，只要让被加 求来建造虚拟的检Ⅻ栩：境。 工的空间单元包含误差信息．实体模型也就包含误差信息 虚拟检测单元是一种纯软件的、纯数字化的测量仿真 了．在编程中处理过程如图2．首先利用前期已做好的虚 系统．其体系结构一般包含如图l所示的几个模块． 拟制造系统对·．wml格式的三维工件文件进行网格划分处 2虚拟检测单元涉及的关键技术 理。然后根据机床加工误差模型和机床运动误差模型，加 入离散的误差数据。最后输出包含误差信息的加工工件模 2．1三维实体建模技术 型即虚拟检测模受．采用这种方法可以很方便、快捷的建 三维模型是cAD／cAM等技术的关键，是cAD、cAM 立实体模型，而且基本满足实际生产的要求．但这种方法 之间通信的基