【編者按】系統(tǒng)體素的造型與三維建模系統(tǒng)體素的造型采用了實(shí)體幾何表示CSG方法逸萄。CSG是任何復(fù)雜的形體都可用簡單形體（體素）的組合來表示咱取。通常用正則集合運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)這種組合镇纳，其中可配合執(zhí)行有關(guān)的幾何變換呕摹。

　　形體的CSG表示可看成是一棵有序的二叉樹蒂抒，其終端結(jié)點(diǎn)或是體素，或是剛體運(yùn)動的變換參數(shù)二搀。非終端結(jié)點(diǎn)或是正則的集合運(yùn)算或是剛體的幾何變換先兆，這種運(yùn)算或變換只對其緊接著的子結(jié)點(diǎn)（子形體）起作用。每棵子樹（非變換子結(jié)點(diǎn)）表示了其下兩個結(jié)點(diǎn)組合及變換的結(jié)果危婚，樹根表示了最終的結(jié)點(diǎn)褥欺，即整個形體。

　　CSG樹是無二義性的峦仲，但不是唯一的，它的定義域取決于其所用體素以及所允許的幾何變換和正則集合運(yùn)算算子哪趟。為方便和滿足復(fù)雜形體的CSG實(shí)體表示质瘸，系統(tǒng)構(gòu)造了部分基本體素女饺，包括立方體、圓柱體磨爪、圓錐儒恋、球體等，可根據(jù)需要進(jìn)行添加黔漂。

　　仿真體素的造型與三維建模仿真體素（包括工件诫尽、刀具等）的造型和三維建模同系統(tǒng)的基本體素建模相同，本文以工件和刀具為例說明仿真體素的建模過程炬守。切削加工過程中的工件初始狀態(tài)一般為圓柱體（或錐體）牧嫉，其幾何特征信息包括工件的長、半徑（若為錐體還包括頂半徑减途、底半徑）酣藻、材料特性及離散精度等，工件的材料特性可通過指定工件的材料來獲得鳍置，離散精度則可通過其擬合邊數(shù)來實(shí)現(xiàn)辽剧。為便于系統(tǒng)識別，每個實(shí)體還被賦予一個名字bname税产，它封裝在CBody類里面怕轿。工件受力數(shù)學(xué)模型的建立通過分析影響切削力的因素可建立切削加工過程中工件所受切削力的數(shù)學(xué)模型為：Fc=CFcapXFcfYFcKFc式中XF為背吃刀量ap對切削力Fc的影響指數(shù)。

　　數(shù)控切削代碼的輸入系統(tǒng)可輸入的切削代碼有：

　　N辟拷，數(shù)控程序段的順序號撤卢；

　　G，準(zhǔn)備功能指令瘤希；

　　M昂贷，輔助功能；切削常量答艘，包括切削轉(zhuǎn)速拆翘、刀具所允許最大進(jìn)給量、刀具背吃刀量息体、工件變形放大倍數(shù)囊脉、工件精度即工件所允許的最大變形量等。

　　每寫入一段數(shù)控代碼狗悔，程序預(yù)處理器能夠?qū)斎氪a進(jìn)行語法檢查屉争，若未發(fā)現(xiàn)錯誤，將會在列表框內(nèi)顯示刀具的控制代碼巡软；如果有錯誤檩讯，將會出現(xiàn)提示消息框，警告用戶重新輸入此段代碼或系統(tǒng)提示對所輸入代碼自動進(jìn)行合理的調(diào)整。當(dāng)用戶發(fā)覺某段數(shù)據(jù)有錯時干跛，可選擇錯誤段所在代碼行并重新進(jìn)行輸入即可子姜。

　　加工過程的三維動態(tài)圖形顯示完成了仿真體素的三維建模后，在數(shù)控刀具代碼的驅(qū)動下楼入，系統(tǒng)便可根據(jù)有效的動顯方法對切削加工過程進(jìn)行動態(tài)圖形仿真哥捕。利用VC和OpenGL開發(fā)的基于Windows的數(shù)控加工過程三維動態(tài)仿真系統(tǒng)，可對數(shù)控切削過程進(jìn)行幾何仿真和物理仿真嘉熊。

　　幾何仿真和物理仿真的共同進(jìn)行不僅可以實(shí)時檢測到工件遥赚、刀具的形狀變化，還可通過分析與比較工件的受力和變形來提高所加工工件的精度阐肤，并由此來推斷數(shù)控代碼的正誤凫佛。

　　該系統(tǒng)開發(fā)過程中采用了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，使所開發(fā)的程序具有封裝泽腮、繼承御蒲、多態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，減少了程序的數(shù)據(jù)污染诊赊，增加了程序的易開發(fā)性厚满、可讀性和可維護(hù)性，大大提高了系統(tǒng)的編程效率楚餐。本系統(tǒng)界面友好斤卒、操作易學(xué)，通過與HURCOBMC20L數(shù)控機(jī)床結(jié)合使用效果良好撇扯，達(dá)到了預(yù)期的研究目標(biāo)囚誓。

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