文章預覽:
1概述
數(shù)控加工中心是現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)加工的重要設備之一,培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控加工中心操作工成為相關教育機構的迫切任務,但是數(shù)控加工中心操作難度大,具有危險性,若操作不當I可能對人身和加工中心造成不可逆轉的傷害。數(shù)控加工中心的虛擬加工系統(tǒng)能夠有效避免真實的人身和加工中心傷害,尤其對于初學者來說非常適用,加之虛擬現(xiàn)實技術的飛速發(fā)展和廣泛應用,使得此類系統(tǒng)的研宄成為現(xiàn)實。浙江大學山東大學陜西科技大學等高校的學者對此都進行了一定的研K,設計開發(fā)了數(shù)控車床、加工中心的仿真系統(tǒng),或是用于數(shù)控加工的教學系統(tǒng)。
但是上述文獻所涉及的虛擬加工系統(tǒng)多存在仿真效果不理想,沉浸感不$等問題,^此,本文特利用虛擬現(xiàn)實技術的31 (immersioihinteraction, imagination)特性,基干 Virtools軟件平臺,結合計算機、三g體投影設備、立體眼鏡、音響等硬件設施,〇發(fā)孓一個數(shù)控加工中心的虛擬加工《統(tǒng)。該系統(tǒng)機用3DSMax建立數(shù)控床的三維P型,運用Virtools實現(xiàn)加工中心運動真,并使物理模塊實現(xiàn)了刀^工件和加工中心的碰撞檢測。
2虛擬加工系統(tǒng)的設計
系統(tǒng)由計算機、BARCOGemini立體投影系統(tǒng)、立體眼鏡、音響等硬件設備構成.系統(tǒng)結構圖如圖1所示。該系統(tǒng)可完成數(shù)控鐵床^^板的基本操作仿真、零件的安裝和拆卸仿真、加工中心切削加工運動仿真等內容,具體功能框架如圖2所示。數(shù)控加工中心及刀具、工件的三維模型由3DS Max軟件建立,導入Virtools中進行加工中心的運動仿真和人機交互功能的實現(xiàn)。
3數(shù)控加工中心的運動仿真
3. 1加工中心面板操作仿真
數(shù)控加工中心操作者主要是通過數(shù)控加工中心的面板與加工中心進行交互并完成零件的加工的。本文所開發(fā)的虛擬加工系統(tǒng)是在型號為XD-40A的三軸數(shù)控加工中心的基礎上進行的,所用操作面板是FANUCSeriesOi系列面板。用戶通過鼠標和鍵盤與系統(tǒng)進行人機交互,用戶點擊鼠標進行按鈕相關操作,也可通過鍵盤進行參數(shù)的輸入,參數(shù)將存入相應的數(shù)組中,結果將實時顯示在顯示屏上。圖3是某按鈕操作的流程圖^
3. 2工件裝卸過程仿真
本系統(tǒng)設置了長方體和圓柱體兩種毛坯形狀,用戶可以選擇所需毛坯類型并控制毛坯的尺寸。若需要其他類型的毛坯,可通過系統(tǒng)預留的接口導入毛坯的三維模型。系統(tǒng)的夾具有平口鉗和三爪卡盤兩種,可通過鼠標、鍵盤與系統(tǒng)進行交互來實現(xiàn)工件的安裝和拆卸,安裝毛坯的流程圖如圖4所示,若需要其他專用夾具,可通過系統(tǒng)預留接口導入夾具的三維模型。3. 3加工中心切削運動仿真
切削運動的實質是刀具相對于工件進行運動的結果,系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的G代碼判斷刀具的運動軌跡,實現(xiàn)工件的切削加工。在加工的過程中,運用Virtools自帶的物理模塊進行碰撞檢測,以防止刀具和加工中心的碰撞而發(fā)生損壞。
4系統(tǒng)仿真
用戶利用本系統(tǒng)進行虛擬加工時,通過鼠標鍵盤進行信息的輸入和對系統(tǒng)的控制,佩戴立體眼鏡通過三維投影設備觀察整個加工的過程的實現(xiàn)。進入系統(tǒng)之后首先進行毛坯的設置和安裝,并選擇合適的加工刀具;然后通過控制面板完成對刀操作并設置刀補,利用鼠標鍵盤通過控制面板輸入加工程序,按下啟動按鈕進行工件的加工;加工完畢之后進行零件的拆卸,并以全屏模式觀察零件的加工結果。
5結束語
本文利用3ds max和virtools等軟件,配備計算機、三維投影設備、立體眼鏡等硬件設施,開發(fā)了一個數(shù)控加工中心的虛擬加工系統(tǒng)。依據(jù)真實加工中心進行相關模型的建立,并通過貼圖處理和環(huán)境配置提高了系統(tǒng)的真實感,三維投影設備和立體眼鏡的使用增加了系統(tǒng)的沉浸感。系統(tǒng)的整個仿真過程符合實際加工的順序,能夠使用戶操作數(shù)控加工中心的能力得到很好的鍛煉,同時避免了的危險的發(fā)生及加工中心的損壞。若想進一步提升系統(tǒng)的交互性和沉浸感,可加入數(shù)據(jù)手套完成人機交互過程,這也是下一步的研究方向之一。
備注:為保證文章的完整度,本文核心內容都PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試!
結束語:
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應深度學習控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學 … [了解更多]
2024-11
在機測量技術由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優(yōu)勢被廣泛用于零件加工測量當中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時又兼具測量功能。在機測量系統(tǒng)的構成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號接收器、機床整個本體,軟件部分由機床控制系統(tǒng)、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機床性能和產(chǎn)品質量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內外界環(huán)境的隨機影響因素在… [了解更多]