双刀架数控车削仿真系统关键技术研究

研究了双刀架数控车削仿真系统中的NC代码反读技术，将数控代码翻译为刀具加工信息、运动信息及其它指令，作为仿真系统的输入信息。研究了车削仿真中的关键技术，推导出其计算公式，并以火车车轮轮箍的车削加工为例，阐述了干涉校验、工步规划评估和中断评估的方法，实现了车削加工一次试切成功。     

数控加工物理仿真关键技术的初探

数控加工仿真是CAD／CAM领域的重要研究内容。目前数控仿真工作主要是几何仿真，几何仿真与真正的实际数控加工还有差距。鉴于几何仿真技术的发展和完善，提出数控加工物理仿真，从而将数控加工仿真技术的研究推进一步，并提出物理仿真具有的功能，即有视觉、听觉、触觉；物理仿真的实现，即建立机床、刀具、夹具、材料、粗糙度和精度、随机性事件的模型库，以力学分析实现力学仿真；指出了物理仿真的难点，进行了物理仿真的展望。     

基于加工动力学模型的工艺可靠性仿真方法

大型数控装备具有单件加工周期长、加工成本高等特点,一旦其发生加工故障将会给企业带来巨大经济损失.为此,从数控装备加工过程动力学建模的角度出发研究了工艺可靠性仿真方法.首先建立了数控装备铣削加工过程的非线性动力学模型,以分析不同工艺条件下数控装备铣削加工性能. 在此基础上,采用支持向量回归机,建立了数控装备铣削加工性能映射模型及其工艺可靠性仿真模型. 最后,以数控七轴五联动车铣复合加工机床为对象开展了实例仿真分析.仿真结果表明该方法能够较好地识别数控装备加工过程中不同工艺参数的调整对其工艺可靠性的影响.     

数控弯管加工过程的计算机模拟

数控弯管机是一种先进的管料加工设备，与数控切削类加工过程仿真在生产实际中的广泛应用不同，大多数导管加工企业只能在弯管机上进行实物仿真。在分析数控弯管机的结构组成特点和静动态特性基础上，建立了数控弯管机的运动仿真模型，基于导管的分段参数化表示实现了导管的成形仿真和加工过程的碰撞检测。以SolidWorks作为仿真图形平台，通过COM接口技术建立了数控弯管加工过程计算机模拟系统。应用结果表明，该仿真系统能够满足导管实际加工的需求。     

基于神经网络的数控超声加工效果建模与仿真

为精确地预测数控超声加工效果,应用神经网络理论建立了数控超声加工切削率BP、RBF两种神经网络模型。根据实际情况,进行了网络结构设计,比较了不同特征参数时网络模型的性能,并对所建模型进行了仿真验证。验证结果表明,预测数据与实测数据有较好的一致性,RBF网络数据比BP网络数据稳定,性能更优,当RBF网络中分布密度spread取2时,性能最优。说明可以使用神经网络模型对数控超声加工切削率进行预测。     

基于混合式八叉树模型的数控加工几何仿真

将混合式八叉树数据结构引入数控加工的几何仿真算法,并在简单的层次数据结构基础上加入了曲面的边界信息;叙述了从零件实体的CSG模型或B-Rep模型转换为相应的混合式八叉树数据结构过程中采用的方法,且在这一混合式八叉树模型的基础之上完成了仿真过程;最后通过一个零件数控加工几何仿真实例验证了所提出的算法的可行性和有效性。     

数控弯管加工过程仿真中的碰撞检测研究

基于自行开发的导管加工仿真系统(TBS)中导管的分段表示，提出了基于仿真指令的碰撞干涉模型和导管扩展OBB树(XOBB)的碰撞检测算法，碰撞干涉模型剔除了加工环境中明显不参与碰撞测试的物体及导管段，实现了导管加工过程仿真中碰撞检测物体对的初级过滤。导管扩展OBB树把变形导管的碰撞检测问题转化为已成形导管段的碰撞检测问题，避免了导管变形所引起的OBB树结点的重新生成。最后，提出了一种三角形求交的代数方法——基于非线性规划的三角形求交算法。     

机械产品特征参数化建模与动态仿真装配方法

通过机械产品的设计实例,介绍特征参数化建模设计方法与动态仿真装配设计方法,实现其动态演示功能。描述自动生成产品中零件三维实体模型的计算机辅助建模方法。所有零件的数字模型可以直接转化成DXF格式文件,进行数控加工;实现全部零件动态组装生成产品装配模型.该装配模型可以进行装配干涉检查;生成产品爆炸图动态演示计算机辅助设计过程,该产品的组装分解和剖切模型可以进行产品性能宣传展示介绍。其数字模型能够实现从产品的模型设计,有限元分析,机构仿真,动态干涉检查,到产品的加工制造和装配,最终到产品的销售宣传展示的信息共享和集成管理。     

基于ObjectARX的车铣复合数控机床虚拟加工仿真研究

以优化产品的制造工艺过程、保证产品的制造质量、制造周期为目标的虚拟加工技术通过对以真实加工条件为依据的加工过程进行实时动态模拟,检验产品的可制造性、加工方法和工艺的合理性.针对由两个回转运动构成的新型多功能车铣复合数控机床,应用AutoCAD二次开发工具ObjectARX,根据机床切削加工的数学模型、插补算法及运动控制原理,研究开发了的加工仿真软件系统,实现了AutoCAD造型与CNC仿真的有机结合,完成高效NC代码驱动的实时加工过程仿真.     

基于时态数据库的分布仿真数据收集方法

提出一种基于时态数据库的分布仿真数据收集方法：先给出分布仿真数据收集体系结构；参考历史关系数据库模型，对传统关系数据库进行扩展，提出适用于分布仿真数据收集的时态数据库模型；然后基于该模型详细设计并实现仿真时态数据库原型系境用于数据收集，包括数据的索引机制、存储实现以及查询优化。通过大量实验与基于纯文件的数据收集和基于一般商用关系数据库的数据收集进行性能比较，论证该方法在分布仿真数据收集方面的优势。该方法收集速度快、查询效率高，特别适用于面向回放和实时查询的分布仿真数据收集系境。     

模具粗加工的自适应层切算法仿真研究

分析了基于层切法的零件模具数控粗加工方法,提出了以层面间台阶最大差值为自适应参量的自适应模具数控粗加工方法;对约束条件进行了详细说明,阐述了自适应层切方法的具体步骤及算法流程图。利用已开发的层切法仿真软件平台,进行了三维模型层切法实例仿真分析。分析结果表明,应用该方法可以进一步减少层切法粗加工残留材料体积,对提高层切法模具数控粗加工效率具有实际意义。     

基于VR的三维数控加工环境及其关键技术研究

在研究虚拟制造技术的基础上,提出了基于VR的虚拟数控加工环境,设计出面向通用化的NC代码翻译器。阐述了虚拟加工环境的工作流程、基于层次关系的虚拟加工框架技术、NC代码翻译器的设计方法、基于毛坯表面模型的三角片构建算法等关键技术。该系统能够实时地反映零件虚拟模型的加工成形过程,并进行可加工性分析。     

反向间隙误差对螺旋转子精铣精度的影响及其仿真

为实现大模数少齿数螺旋转子的高效精加工,研究了数控机床旋转轴反向间隙积累误差对转子精加工法向齿厚的影响。首先建立螺旋面的方程并计算其法向矢量,求得球头铣刀精加工刀位数据;然后推导反向间隙积累误差的估算公式,分别采用空间环形走刀和空间平行走刀对转子加工过程进行仿真,得到走刀循环次数与反向间隙积累误差值之间的关系曲线。仿真结果和数控机床试切结果表明,当转子法向齿厚尺寸较小时,采用空间环形走刀方式效率较高且能保证精度;当法向齿厚处于临界值时,可以采用空间环形走刀,但需对端面型线作出一定角度的旋转以抵消误差积累;当法向齿厚较大时,应该采用空间平行走刀方式规划刀具路径。     

地空导弹制导控制系统仿真设计、验证和确认

地空导弹制导控制系统仿真,贯穿制导控制系统研制的全部过程.仿真软件的设计、验证和确认关系到仿真的合理性、正确性和高效性.主要从工程应用角度出发,采用模块化软件设计思想,选择Fortran和Matlab∕Simulink仿真工具混合编程, 简化数学模型、统一计算步长,初步完成仿真软件的设计.在此基础上,核查全套程序,初步判断计算结果的正确性,然后进行手工复算、功能检查来验证(Verification)模型,最后分别通过仿真结果与实际飞行试验结果相比较的主观方法和Their不等式系数法(TIC法) 、秩和检验法的静态一致性检验以及功率谱估计法的动态一致性检验的统计检验方法来确认(Validation)模型,从而较好地解决了仿真软件的设计、验证和确认问题.     

虚拟数控铣削表面粗糙度预测技术研究

分析了影响数控铣削加工表面粗糙度的主要因素,利用多元回归分析建立了基于球头铣刀的表面粗糙度关于其影响因素的数学模型.经显著性检验,该模型预测精度高,泛化能力强.该模型为虚拟数控铣削表面粗糙度预测的建模提供了理论依据.开发了基于DELPHI的可视化交互式的仿真系统,实现了虚拟数控铣床的表面粗糙度的在线预测.有助于理解表面粗糙度随铣削参数改变的规律,也为铣削参数优化提供理论依据.     

基于虚拟现实的综采工作面仿真系统研究

虚拟现实技术是现代仿真技术的一个重要发展方向,已经开始应用到矿业领域。应用虚拟现实技术,结合OpenGL和Visual C 6.0,建立了综采工作面仿真系统。系统设计数据输入、场景建模、场景漫游、交互控制和工艺仿真五个功能模块,分别以液压支架和采煤机为例分析了行为建模和交互控制实现过程。系统具有场景漫游和设备操作等交互功能,并可模拟综采工作面生产工艺过程,系统的实现为整个矿井的模拟提供了可行的思路和方法。