基于OpenGL的切削仿真系统研究与开发

论文摘要

针对目前数控加工仿真局限于几何仿真的现状,基于OpenGL技术和有限元分析切削加工过程的理论,本文提出了一种集成几何仿真与物理仿真功能的数控切削加工仿真系统构建方案,并实现了系统的基本功能,完成了主要模块的设计工作。本文研究成果,对切削仿真系统物理仿真功能与几何仿真功能的集成化研究具有一定的指导意义,对切削仿真系统进一步形成实用软件的应用研究具有重要的参考价值。论文的主要研究内容如下:1)对仿真系统进行了总体分析,提出了一种模块化的数控切削加工仿真系统构建方案,并完成了主要模块功能和系统界面的设计;2)以C++ Builder 6.0为软件开发平台,应用面向对象的设计方法,将涉及OpenGL的Windows API的初始化操作进行了封装,开发了图形显示组件。3)深入探讨了数控加工仿真环境的建模理论,利用OpenGL技术强大的三维图形编程功能,建立了加工仿真环境,研究了一种加工过程动态显示的算法,使动画显示精度与仿真计算不关联,实现了仿真切削过程的动态显示;4)对数控加工程序解析及轨迹控制原理进行了深入探讨,并分别对数控程序错误检查、解释分析、仿真计算驱动数据生成进行了研究,实现了数控加工代码的解析。本文研究的仿真系统界面友好,使用方便,具有可移植性和扩充性,符合数控加工仿真的最新发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数控加工仿真技术概述
• 1.2 数控加工仿真的研究状况
• 1.3 数控加工仿真存在的问题
• 1.4 论文的主要研究工作
• 第二章 切削加工仿真系统的总体设计
• 2.1 仿真系统的基本思想
• 2.2 仿真系统总体设计
• 2.2.1 仿真系统的总体分析
• 2.2.2 仿真系统的工作流程
• 2.2.3 仿真系统功能模块的设计
• 2.2.4 仿真系统软件界面的设计
• 第三章 仿真系统显示模块的开发与图形技术
• 3.1 显示模块软件的开发工具
• 3.2 显示模块软件开发的图形技术支撑-OpenGL
• 3.2.1 OpenGL的主要特点
• 3.2.2 OpenGL的工作流程
• 3.2.3 OpenGL 与Windows 窗口的关联
• 3.3 OpenGL 显示组件的开发
• 3.3.1 显示组件开发的基本思想
• 3.3.2 显示组件的创建
• 3.3.3 显示组件的应用实例
• 第四章 仿真加工环境的建立与动态仿真
• 4.1 仿真加工环境的建立
• 4.1.1 数控机床的建模
• 4.1.2 刀具的建模
• 4.1.3 工件的建模
• 4.2 加工过程的动态仿真
• 4.2.1 有限元网格模型的布尔运算
• 4.2.2 切削过程的动态显示
• 第五章 数控加工代码的解析
• 5.1 数控加工代码的规则
• 5.1.1 数控加工程序的构成规则
• 5.1.2 数控程序功能代码的规则
• 5.2 数控代码解析模块的设计
• 5.2.1 数控代码解析的基本思路
• 5.2.2 数控代码解析模块的具体实现
• 第六章 加工过程的仿真实例
• 6.1 仿真加工对象简介
• 6.2 仿真系统的运行实例
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果