关于OpenGL和VC＋＋虚拟数控车床加工仿真研究.pdf

学兔兔 4期 (总第167期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．4 2011年8月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION Aug． 文章编号 ：1672-6413(2011)04—0004—03 基于OpenGL与VC++的虚拟数控车床加工仿真研究带 侯 磊，王培俊，李国良，张 荣 (西南交通大学 国家级机械基础实验示范中心，四川 成都 610031) 摘要：虚拟数控技术是虚拟制造的支撑技术之一。运用0penGL技术，以Vi Sua1 c++6．O为开发工具，采用 实体几何建模思想，建立机床以及加工模块的三维模型，构建数控仿真系统的虚拟加工环境；运用MFC框架 与0penGL编程，进行机床运动仿真及加工切削仿真。以上海机床厂CK0632型车床为原型，建立的虚拟数控 车床系统包括机床场景模块、NC代码解析模块、虚拟切削模块、刀具及毛坯选择模块和操作面板等模块。 实验表明，仿真效果达到了预期要求，具有较好的现实意义。 关键词 ：虚拟车床；数控；加工仿真；vc+ ；0penGL 中图分类号 ：TG659：TP391．9 文献标识码 ：A 0 引言 机床场景模块和虚拟切削模块隶属于显示模块， 数控车削加工是现代机械加工的主要方式，对其 通过0penGL程序将三维模型实时显示在计算机屏幕 过程进行仿真具有重要的理论研究和实用价值n～。本 上。NC代码解析模块、虚拟面板模块、刀具及毛坯 文以上海机床厂CK0632型车床为原型，利用虚拟现 选择模块隶属于操作面板模块，使用MFC编程，得到 实技术进行数控车床的虚拟加工仿真，实时模拟工件 友善的人机交互界面。 在不同加工条件下的切削过程。通过虚拟操作面板， 进行人机交互操作，实现了在不同条件下数控车床切 削过程的动态仿真。 1 虚拟加工系统的结构组成 操i 虚拟加工系统结构如图1所示，各模块功能如 作 ： 下：①机床场景模块：通过外部建模软件建立机床主 面； 要结构部件，导入VC++语言编程环境中，提高了对 板： 不同机床进行模拟的适应性；②虚拟切削模块：根据 模； 不同条件计算切削路径，判断毛坯与刀具是否干涉， 块 ： 对毛坯进行切削变化；③NC代码解析模块：通过对 用户自定义的Nc代码进行读取并编译，获得关键加 图 1 虚拟加工系统的结构组成图 工信息；④虚拟面板模块：通过点击操作面板上的按 2 虚拟加工环境建模 钮手动控制机床的各项功能，同时还可实现NC代码 虚拟数控加工仿真系统的基础是虚拟加工环境的 的创建、装载以及保存等操作，是人机交互的接口； 模型建立[3]。 ⑤刀具及毛坯选择模块：根据不同的加工需求，从刀 本虚拟系统采用实体几何法建模思想，层次化、 具库中选取所需车刀进行安装，并创建毛坯，根据加 结构化构建机床模型，将机床的复杂建模转化为简单 工需求设定毛坯参数，创建完成后安装在三爪卡盘上 形体的建模活动的组合。具体建模思路为：以实际机 以待加工。