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面向车间的编程方法(WOP:Workshop Oriented Programming)是国际上90年代初兴起的一种全新的计算机数控机床编程方法。它采用直观的图形描述方式,进行零件加工过程参数的定义。具有参数的零件加工图形通过后置处理后,能自动生成加工所需的NC程序,并可以在数控系统CRT上进行加工轨迹模拟仿真等。这样,机床操作工人无需知道抽象的数控编程语言(ISO代码),便可熟练正确地进行NC编程,大大地缩短了编程时间,提高了编程的可靠性和效率。 数控加工仿真集制造技术、机床数控理论、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、建模与仿真技术于一体。人能够凭视觉感知计算机产生的三维仿真模型的虚拟环境,在设计新的方案或更改方案时能够在真实制造之前在虚拟环境中进行零件的数控加工,检查数控程序的正确性、合理性,对加工方案的优劣做出评估与优化,从而最终达到缩短产品开发周期、降低生产成本、提高产品质量和生产效率的目的。 本系统中,作者利用基于OpenGL的计算机仿真和动画技术,采用基于数控代码的仿真方法,针对已有的基于RTLinux的开放式数控系统,研究与开发了一套数控加工过程的三维动态几何仿真系统,实现了图形化编程和加工仿真的一体化。 该课题主要完成以下内容: (1) 分析了面向车间的数控编程系统的特点,建立了友好的系统界面。 (2) 设计了一套三轴的图形交互式输入的数控编程语言,编程人员无需使用抽象的指令语言,并且免除了辅助计算和刀具轨迹运算的工作。 (3) 设计了数控程序检查器、解释器,很好地解决了从WOP到NC数控代码的转换再到生成刀具仿真轨迹的生成。 (4) 设计了NC代码编辑器,便于用户进行编程语言的选择。 (5) 深入研究了OpenGL三维图形制作技术,运用了三角面离散法和视向离散法的算法原理,对毛坯和刀具进行离散化,构建了刀具和毛坯的数学模型。 (6) 设计了仿真模块,实现了三维铣削加工的仿真。