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虚拟数控技术是20世纪90年代中后期,随着虚拟制造技术的发展而提出的新的发展迅速的研究领域。随着数控技术的快速发展和广泛应用,数控技术人员的教学培训需求越来越高。开发出具有较高真实感的数控加工仿真软件进行教学演示和培训,无疑是一种安全、节约、高效的方式。
本文论述了开发基于OpenGL的数控机床仿真系统的方法和关键技术。该系统在现有数控仿真软件基础上,提出了多型号仿真、。软硬件结合、多设备集成的设计思想。本系统不仅能够进行数控程序调试和加工仿真,同时可以实现与真实数控机床结合,从现实的加工中观察学习;通过集成,系统可以模拟工厂自动化环境,实现虚拟工厂仿真。
本文重点讨论了三维仿真几何模型的建立和程序实现。在工件切削仿真建模中,讨论了压缩体素模型等建模方法,重点讨论了切削模型的布尔运算和实时显示技术;为适应多设备仿真,对模型存储结构采用了异质链表结构,以层次划分的思想有效的组织系统中仿真模型的数据结构。
在仿真界面真实感技术上,笔者通过研究现有图形界面的设计方法,提出数控操作面板贴图的方法,并充分利用VC++控件类的功能,实现与真实机床面板基本相同的仿真操作环境,并对其编程技术进行了介绍。
数控加工仿真算法的研究。在总结以往经验的基础上,论述了实现数控代码编译、查错、差补轨迹生成等理论和程序设计方法。
在硬件接口方面,通过方案对比,选择了基于OPC技术的PLC控制方法。讨论了PLC上位机通讯的实现方法。
最后,文章论述了本系统在教学中的应用以及进一步展望。