虛擬加工與裝配技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-27 00:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，記錄零部件幾何模型的三角面片數(shù)據(jù)。 零件幾何模型的建立 獲取的顯示幾何模型實質(zhì)是一系列離散的面集，而獲取的特征數(shù)據(jù)只有外形尺寸等特征信息，都不足以表示零部件幾何模型。需要根據(jù)特征數(shù)據(jù)來識別并重新組織面集以構(gòu)造零部件幾何模型。 本文采用面向?qū)ο蟮乃枷敕治隽慵缀文Ｐ?，為特征造型中常見的幾何表面類型及其約束方程分別設(shè)計類，利用類和對象間的繼承、聚合特性實現(xiàn)零件的可重構(gòu)和重用性。圖4為本文建立的零件幾何模型對象結(jié)構(gòu)，描述零件幾何模型與工程語義、形狀特征之間的對象關(guān)系以及該零部件與其它零部件之間的幾何約束關(guān)系。 圖4 零部件幾何模型的對象結(jié)構(gòu) 圖中，約束方程類是根據(jù)獲取特征信息建立相應(yīng)的特征面約束方程。幾何表面有平面類(CGLPlaneFace)、圓面類(CGLRoundFace) 、桂面類( CGLCylinderFace)、錐面類(CGLConeFace )等。形狀特征用于描述一定工程意義的功能幾何形狀信息，包括與零件的幾何形狀、尺寸相關(guān)的信息集合。形狀特征有: Block特征(CGLFeatBlock)、Boss特征(CGLFeatBoss)、Cone 特征(CGLFeatCone) 、Cylinder特征(CGLFeatCylinder) 等 一個形狀特征由一組幾何表面組成，每一個幾何表面都會對應(yīng)于一個顯示幾何模型中的面集。通過約束方程類將VRML文件中離散的三角面片和形狀特征的幾何表面管理起來，形成零件的完整幾何模型。零部件幾何模型類CGeoPart3d記錄零部件幾何模型的工程語義、形狀特征構(gòu)成，還要描述該零部件與其它零部件之間的幾何約束關(guān)系，它的類定義如下： class CGeoPart3d { public: void Init ()。 //零件的初始化， 包括零件的空間位置、特征樹等相關(guān)信息 void PiekMesh ()。 II進行特征匹配與模型重構(gòu) void glDraw ()。 private: typedef struct FeatureNode { CGLFeature * m…pFeat。 CString m_featName。 CString m_featType。 } FEATNODE。 //記錄特征信息的節(jié)點類型 typedef vector FEATNODE VECTGLFeature。//零(部)件特征數(shù)組 typedef list CVGeoPart* CVGeoPartList。//零(部)件指針鏈表類型 CSceneGraph m_SceneGraph。//零(部)件場景對象 VECTGLFeature m_VectorFeature。//零(部)件特征數(shù)組 CString m_PartName。 //零(部)件名稱 CGLReferPoint m_ReferPoint。 //零(部)件的參考點 float m_paraCoord[4][4]。 //相對主零(部)件的坐標 float m_AbsoluteCoord[4][4]。 //在裝配環(huán)境中的絕對坐標 BOOL m_CorP。 //零件或部件 針對構(gòu)成機床的零部件的樹狀層次結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)用多叉樹來描述。在每一部件類中，有成員變量m_lPartPointList是一個指針鏈表， 記錄所有該子裝配體中的零部件指針。如圖5所示。 Class CComponent。 { PartList m_lPartPointList。//零部件指針鏈表定義 CPart* m_ParentPart。//父零(部)件指針 圖5 虛擬機床裝配關(guān)系 其中， C表示子裝配體指針,P表示零件指針，A表示2個零件之間的裝配關(guān)系列表。各個零件通過面貼合、面對齊、面相距、點重合等裝配關(guān)系裝配成虛擬機床。 虛擬設(shè)備幾何模型的顯示 虛擬加工環(huán)境建模系統(tǒng)中，虛擬設(shè)備幾何模型的顯示最終是在OpenGL環(huán)境中完成的。OpenGL最初是SGI公司的IRIS GL 圖形工作站的分支， 作為標準的圖形軟件接口，提供了豐富而且功能強大API函數(shù)，用戶可以通過編程來自主地控制模型的行為，從而可以滿足進行仿真分析等復(fù)雜操作的要求。 從圖4看出，組成虛擬設(shè)備的各個零部件通過形狀特征來關(guān)聯(lián)零部件幾何模型的工程語義部分和拓撲顯示部分。零件的顯示幾何模刷通過處理CAD軟件導(dǎo)出的中性文件獲得，零件的最終顯示可以用Open GL語句根據(jù)顯示幾何模型中的三角麗片數(shù)據(jù)來逐個繪制三角面片。利用虛擬設(shè)備幾何模型的層次關(guān)系，其顯示流程如圖6所示。圖中繪制零部件各特征時，由于是通過CGLFeature類的指針調(diào)用的，所以具備了動態(tài)聯(lián)編的條件，因此能產(chǎn)生動應(yīng)聯(lián)編的數(shù)果。即表面上調(diào)用的都是CGLFeature類的繪制函數(shù)glDraw()，實際上在執(zhí)行過程中會根據(jù)不同的指針類型調(diào)用相應(yīng)的子類的、改寫過的繪制函數(shù)glDraw()，進而圓滿完成各特征的繪制任務(wù)。 圖6 虛擬設(shè)備幾何模型顯示流程 對于設(shè)備的屬性仿真模型而言，運動模型是最基本的。環(huán)境中物體運動時，通過運動關(guān)系模型計算相關(guān)運動物體的空間位姿，調(diào)用顯示方法不斷地刷新屏幕產(chǎn)生連續(xù)的動畫仿真。 系統(tǒng)實現(xiàn)
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