虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正成為CAD/CAM發(fā)展的主要方向都炮，夸大虛擬原型的快速天生和演化煮沸，是虛擬制造在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用——以設(shè)計(jì)為中心的虛擬制造。而機(jī)械制造過程仿真有大量的復(fù)雜圖形南垦，其空間運(yùn)動(dòng)軌跡相應(yīng)地也比較復(fù)雜就考。如機(jī)床、刀具跛鸵、夾具贯卦、工件及切削過程中產(chǎn)生的鐵屑、產(chǎn)品在加工過程中的物流焙贷，一般軟件難以快速設(shè)計(jì)三維模型撵割，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡和復(fù)雜圖形贿堰。因此，在產(chǎn)品的三維圖形建模啡彬、設(shè)計(jì)中存在著如何快速建模羹与、進(jìn)行產(chǎn)品虛擬原型設(shè)計(jì)，針對(duì)這個(gè)題目庶灿，我們采用快速設(shè)計(jì)方法建立虛擬三維模型纵搁，以VB6.0為主與.3DSMAX2.5、AutoCADR14接口完成了具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡的三維動(dòng)態(tài)圖形的編輯與處理往踢，顯現(xiàn)了空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡腾誉，模擬機(jī)械加工的一些動(dòng)作和動(dòng)作原理，產(chǎn)生了逼真的效果峻呕，開發(fā)的一些軟件用于教學(xué)和科研利职，可在WINDOWS平臺(tái)、64MB內(nèi)存環(huán)境下運(yùn)行瘦癌。

　　1三維虛擬模型

　　按照虛擬原型設(shè)計(jì)理論撼盈，零件虛擬原型由計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的幾何要素組成，零件曲面需要用鑲嵌算法及多邊形網(wǎng)絡(luò)來逼近填丢，實(shí)體零件是用多面來逼近的节讹。三維動(dòng)態(tài)圖形的設(shè)計(jì)方法有很多。本文提出一種機(jī)械加工的方法來進(jìn)行快速建模的敞灸，它的算法比用純計(jì)算方法來建立三維模型要簡(jiǎn)單如癌、快捷。

　　在組合機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行鉆擴(kuò)鉸加工菱区，圖中省往鉆模板。其運(yùn)動(dòng)是3個(gè)以上部件的相對(duì)關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)：在車床用多刀進(jìn)行加工服讯，車兩個(gè)門路面绎瓣，鉆孔，其加工過程模型及運(yùn)動(dòng)軌跡是比較復(fù)雜的授灵。對(duì)于上述的加工過程的三維動(dòng)態(tài)圖形設(shè)計(jì)堵忌，首先就要建立虛擬制造模型(VirtualManyfacturingModel)，虛擬設(shè)計(jì)和制造必須是建立在機(jī)械設(shè)計(jì)制造原理與產(chǎn)品制造基礎(chǔ)藏亲、工藝裝備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上杯道。在三維動(dòng)態(tài)圖形設(shè)計(jì)與成形過程中，我們把機(jī)械產(chǎn)品零件的三維圖形設(shè)計(jì)看作是一種零件加工過程责蝠，它有各種加工方案党巾，如鉸刀的三維模型加工過程，動(dòng)態(tài)圖中的零件制作過程為三維零件制造過程霜医。與平面裝配圖設(shè)計(jì)方法一樣齿拂，三維＂裝配＂圖也是由一個(gè)個(gè)三維零件圖形組裝形成的圖形驳规。

　　2三維動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)

　　三維動(dòng)態(tài)圖形運(yùn)動(dòng)軌跡方程(即:運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型)是按照加工過程的運(yùn)動(dòng)軌跡直接給出。我們可把各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解成簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)署海，這樣簡(jiǎn)化了算法吗购。如把鉆、擴(kuò)砸狞、鉸的加工過程的運(yùn)動(dòng)軌跡分解成:刀具的沿Z方向的上下移動(dòng)和繞Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)：加工完一個(gè)工件后的機(jī)床工作臺(tái)繞Z軸的分度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)捻勉，工件隨工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和加工完一個(gè)工件后，安裝一個(gè)工件毛坯過程刀森，(鉸完孔后)取下一個(gè)加工好的工件踱启，這些加工動(dòng)態(tài)過程用時(shí)間函數(shù)T(X)來表示，而設(shè)每個(gè)三維零件為X的變量撒强，則有Xi={X1挽后，X2，……Xn}鸠头，在設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)軌跡時(shí)镇盛，按時(shí)間Tx與零件Xi運(yùn)動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，就會(huì)保證各三維零件的同步和相對(duì)運(yùn)動(dòng)诱价。加工過程中卜锡，開始時(shí)是進(jìn)刀空行程，這時(shí)是沒有鐵屑的涧俐，加工時(shí)才有鐵屑歉赴。因此虛擬加工過程三維動(dòng)態(tài)圖形設(shè)計(jì)時(shí)，把鐵屑設(shè)計(jì)成一個(gè)隱躲的物體偶村，我們把它們看成是一組零件柄午，當(dāng)鉆孔開始加工時(shí)被隱躲鐵屑由小到大地按設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)軌跡與Tx刀具同步慢慢顯示出來∪⒓埽　　

　　上述例子可以看出爽咒，加工過程可以從單一平面圖轉(zhuǎn)變成可視化的三維動(dòng)態(tài)圖形，從而使得CAD/CAM形象化窿侈、可視化炼幔，更接近生產(chǎn)實(shí)際，縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期史简，可達(dá)到高效乃秀、快速、靈敏圆兵，一次試制成功的目的跺讯，有效地降低了本錢。上述的三維動(dòng)態(tài)模擬也成功地用于教學(xué)過程，使機(jī)械制造工藝和工程學(xué)從抽象的空間思維到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)抬吟，有效地進(jìn)步了教學(xué)效果萨咕。

　　用3D制作三維動(dòng)態(tài)圖形可直接轉(zhuǎn)換成后輟名為avi的文件與VB或VC++接口编检。

　　3結(jié)論

　　提出的三維動(dòng)態(tài)圖形加工的基本方法踪钞，把三維圖形設(shè)計(jì)過程看作一種零件加工過程。用該方法設(shè)計(jì)了加工過程中的三維動(dòng)態(tài)圖略贮。該方法簡(jiǎn)單钙畔、快捷茫陆。

　　用VB6.0與3DSMAX2.5、AutoCADR14接口埂荤，模擬機(jī)械加工過程及原理毛围，產(chǎn)生了逼真的效果，開發(fā)了應(yīng)用軟件中的三維動(dòng)態(tài)模擬加工圖屁蕾。將三維動(dòng)態(tài)模擬有效地與CAD/CAM結(jié)合沸恤，直觀完整地描述了設(shè)計(jì)和制造過程，成功地用于制造廠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造躺潘。三維動(dòng)態(tài)模擬車間生產(chǎn)的各種加工過程在教學(xué)中取得了非常好的效果真稚。

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