機械虛擬制造技術(shù)論文(編輯修改稿)
2025-09-06 21:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 建模的建立:建立包含工藝信息的特征模型,為以后的工藝分析、加工等過程創(chuàng)造條件。 2. 企業(yè)間產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換:在由動態(tài)聯(lián)盟共同完成新產(chǎn)品開發(fā)的條件下,必須以產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準(STEP、IGES等)來保證企業(yè)間信息的集成。3. 快速原型制造軟硬件系統(tǒng):快速原型制造系統(tǒng)使工程人員在制造前就能看到產(chǎn)品,從而改進設計。也可直接用于快速制造少量的零件或模具。改進材料、工藝及軟件來提高產(chǎn)品的精度。4. 加工能力模型/生產(chǎn)能力模型建立:根據(jù)企業(yè)的加工設備信息建立加工能力模型,進一步還可以根據(jù)企業(yè)的其他資源信息建立生產(chǎn)能力模型。生產(chǎn)能力模型是產(chǎn)品零件可制造性分析、加工單元布局以及制造成本估算、生產(chǎn)能力平衡、優(yōu)化生產(chǎn)布局、優(yōu)化調(diào)度方案的依據(jù)。5. 產(chǎn)品零件的可制造性分析及計算機輔助工藝規(guī)劃:根據(jù)零件的特征信息以及制造資源模型進行可制造性分析,確定加工路線、步驟和參數(shù)。6. 制造過程的動態(tài)描述:根據(jù)工藝規(guī)劃所確定的加工路線以及制造資源用動畫形式描述制造過程,用以檢查過程及物流、對環(huán)境影響的合理性。7. NC代碼自動生成:根據(jù)包含特征信息的零件模型及工藝規(guī)劃信息來實現(xiàn)零件的NC代碼自動生成并提供加工時間等參數(shù),為加工仿真,成本分析等后續(xù)過程提供依據(jù)。8. 制造成本估算:根據(jù)制造過程所占用的資源、加工時間等信息進行制造成本估算。9. 驗證與測試系統(tǒng):借助于虛擬現(xiàn)實及人機工程對產(chǎn)品的可靠性、可操作性、可維護性等進行評估[2]。 1.2.3.4.5.6... 虛擬制造技術(shù)的建模技術(shù)虛擬加工是現(xiàn)實加工過程在計算機上的映射,與真實制造過程相比,具有虛擬性、數(shù)字化集成性、依賴性。虛擬加工系統(tǒng)的建立必須基于現(xiàn)實的制造設備及其相關(guān)活動,并且可以隨著制造設備的改變對虛擬加工系統(tǒng)進行變更。虛擬加工環(huán)境建模是真實加工環(huán)境在數(shù)字化世界中的映射。產(chǎn)品的實際加工環(huán)境包括加工設備、工裝夾具及其加工刀具等,因此在虛擬加工環(huán)境中需要建立相應的加工設備模型、夾具模型、刀具模型及工件模型,使得虛擬加工環(huán)境能夠依據(jù)用戶輸入的NC代碼、工藝模塑和刀具模型給出有關(guān)工件變化、刀具狀況、加工效率等信息。虛擬加工設備主要是指虛擬機床,用于仿真實際加工設備加工虛擬產(chǎn)品,機床模型包括機床的幾何實體信息、運動特征信息、伺服特性信息、剛度特性信息以及熱變形特性信息的影響等[3]。虛擬刀具包括鏡刀、車刀、鉆頭等常用的加工刀具,用于仿真實際的切削過程,刀具模型包括刀具幾何實體信息、切削特征信息和運動特征信息等:虛擬夾具用于仿真實際的工裝夾具,夾具模型包括夾具幾何實體信息、裝夾特征信息等。虛擬加工設備、夾具、刀具和工件建模原理一致[4]。1. 虛擬加工設備建模虛擬機床是虛擬加工過程的具體實施者。根據(jù)機床信息的不同,機床模型分為幾何模型和仿真模型,其中幾何模型將虛擬機床看成是一個層次式的裝配體,包含多個部件和零件,且部件之間存在著相互裝配關(guān)系和約束條件,組成零部件的三維數(shù)字模型根據(jù)其實際形狀和大小分別建模。機床仿真模型是在NC代碼的驅(qū)動下,采用一種類似于NC加工插補算法實現(xiàn)各運動部件的平動與轉(zhuǎn)動,以此驅(qū)動虛擬機床的運動。將仿真模型作為機床的物理屬性依附在機床的幾何模型上,建立虛擬加工設備模型的類結(jié)[5]。類結(jié)構(gòu)建立床身、工作臺和導軌等基本類,在此基礎(chǔ)上建立零部件幾何模型類繼承基本類。零部件幾何模型類與零部件仿真模型類一起形成零件模型類,通過零件、部件之間的包含、聚合關(guān)系形成虛擬加工設備。 2. 系統(tǒng)實現(xiàn)例如應用UG三維造型軟件對一套加工設備進行了幾何建模,通過文件輸出得到零部件的VRML文件,以VisualC+60。為開發(fā)工具,選用OpenGL作為圖形引擎開發(fā)了可重構(gòu)三維虛擬加工環(huán)境建模系統(tǒng),利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了LeadWellLTC系列加工中心的快速建模。LeadWell LTC20 AP是臥式加工中心,將其簡化為床身、加工艙艙門、導軌、刀座、刀盤、主軸頭、尾架、頂尖、支架、控制臺等。針對各模塊的通用程度我們采取相應的建模策略,如床身、艙門等是該加工中心特有的異型部件,為其單獨建模。導軌、刀座、刀盤等對同類機床而言,其外形結(jié)構(gòu)具有很大相似性,因此通過對數(shù)據(jù)庫中類似部件進行修改后重用(若數(shù)據(jù)庫中已有類似)。主袖頭、尾架、頂尖等則屬于通用部件或標準部件,可以直接重用(若數(shù)據(jù)庫中已有相同)。為構(gòu)建的虛擬加工環(huán)境,利用該環(huán)境可以對零件進行虛擬加工仿真[6]。虛擬加工系統(tǒng)是虛擬制造研究的主要內(nèi)容之一,而環(huán)境建模是虛擬加工系統(tǒng)仿真、分析的基礎(chǔ)。通過三維實體建模構(gòu)造出一套虛擬設備,使設計人員可以借助于一定的軟、硬件設備,在虛擬制造環(huán)境下對零件加工過程進行仿真,并對設備布局、加工過程等作出分析,以便對整個生產(chǎn)進程進行優(yōu)化,從而提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。. 虛擬制造使能技術(shù)1. 多通道交互：多通道交互技術(shù)主要是通過虛擬現(xiàn)實設備的軟硬接口
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