资源描述
1 平行数字控制机床的制造业工序的运动仿真 以提高平行工作母机的研究状态为目的 , 本文介绍一个 6 微软 C+用编程接口功能处理三维图形处理库的方法来发展仿真软件。数据流程被呈现。最后，一个奇数叶双曲面体的仿真申请被运行在制造业的程序之前 ; 运动学仿真 展示踪影计划理论基础 制造业指导的可行性。 关键词：运动学仿真 , 平行数字控制机器 , 制造工序 , 运动轨迹 1 介绍 平行数字控制机床 , 也可称为多轴数字控制机床，虚拟的机器工具和 平行的机械手 ,是以一个新颖的非线性工具为基础的非线性斯图尔特机制而且不同于传统的线工具。在过去的十年里 , 工具已经受到很多研究员的注意，并且它的发展和申请取得了很多进步 1,2. 在这期间，平行数字控制母机的运动学仿真系统也已经被发展成实用的工具而且在平行数字控制机床的设计和研究中扮演一个很重要的角色。 运动学仿真现在已经在工具设计的许多方面被应用 ; 举例来说 , 它有能探究空间目标而且搜寻终点的优势 ; 它也能检测有效的计划路径。此外，能通过实时的碰撞校合和数字控制机床的干涉来确保整个生产单位的安全 3. 在仿真系统的发展上有许多文章。 大部份这些在一个现有的模拟制度上被很快地申请构造 , 但是也带来一些问题 : 极大的发展投资和不可实行的申请在自由的从计划模拟的特征物体痕迹。在提及中与收据控制机器工具申请平行 , 本文介绍利用发展方法微软 C+用编程接口功能处理三维图形处理库的方法来发展运动学仿真的发展方法。 2 一种 6 行数字控制机床的结构 如图 1 所示 , O X Y Z 是移动平台移动坐标。 依照相反的运动学的模型 : +j (1) 从移动坐标中心点到移动坐标起点的矢量。 从静态坐标的起源点到连接处中央点的矢量。 也叫做方向余弦点矩阵。 在过去的十年里 , 斯图尔特坐标的研究已经受到很多的注意并且已经应用在像射击模拟器这样的广泛的各式各样的设备，平行的机械手操作者，工作母机被应用 ,六个自由度坐标测量装置。 在过去十年 , 台研究有受到的很多注意和被申请了在 a 设备广品种 , 譬如飞行防真器 , 平行的机器人操作器 , 机械工具 , 六程 度自由同等的测量设备。 以实际条件下，一种 6 行数字控制机床的结构是基于斯图尔特坐标而且有一些潜在的有利的指向。 譬如简单的结构 , 更高的刚度 , 更重的装货能力 , 更加稳定运动学物产。 2 图 1 6构和矢量描述。 一个 6 平行数字控制工具描绘略图 b. 2. 总体连接 3 图 2 模拟系统的主要界面 3 制造业模拟仿 真的重要性 6 行数字控制机床的运动被它自己结构特性所限制 : 各条 支架 的长度限制姿势和位置。 球形辅助大量的摇摆角度极限。 因此，平行工作母机的锐利工具一定被放置进特定的工作空间。 然而 , 当制造的时候从复杂的表面的部份释放 , 它难以确定锐利的工具是否安全地放置进了工作空间，而且无论制造业的代码是不是错误的 ,不完全的或不合理的。代码确认 , 包括格式的检查，整体的检查 , 合理的检查，而且在制造工序开始之前完成系统的仿真。 制造业程序被模拟保证数字控制程序无错误和有能力完成已定路线。 显然地，所有这 些程序对平行机工具的产品的实际重要性。 4 仿真软件设计的原则 仿真软件依照 2000窗口下面的 C+开放式绘图介面依照模组设计的原则。依照模组设计的原则 , 系统发展使用物体 保系统的安全性和再现性 ,所有的核心组件使用成份物体模型和数据在系统组件之间的沟通以那为基础沟通成份口。 输入来源计划模拟的痕迹是锐利的工具姿势文件 ,包括锐利工具的笛卡尔坐标点和锐利工具的正常矢量。依照一个线性模仿和时间直线性，模拟运行过程。在模拟程序不超越任何的被限制的情况的环境之下， 运动轨迹文件将会生产被实际使用需要的那些腿的延长量的文件。系统仿真界面的主要界面被显示 ,如图 2所示。 一些主要功能选项被列出 , 像是运动轨迹编程，仿真和延长支架 , 等等。主要的视野框架是一个三维的(3 并行机工具的坚固模型。 在主要视野框架的正确区域上 , 三个副框架从顶端到底部被放置 , 分别地用来观察控制视觉的角度并且表示刀的姿势位置的叁数和那些支架的延长量。 制造过程的模块 仿真 系统被显示在图 3 。 二个核心模块是踪影计划程序模块和制造业处理仿真模块。前者用轨迹追踪归档来提出对 4 应的切割工具位置文件 ; 后者输入切割工具位置文件模仿制造过程。 图 3 6械工具制造业结构处理模仿系 当 动态仿真开始 初始化 , 文件格式模块打开 追踪， 计划 文件并且核对文本 数据 , 接着 配置系统数据 ; 在检查工具 根据数据的 有效性以后 , 系统 根据切削刀具轨迹路线 开始执行 制造过程动态仿真 。在 这个过程 期间 , 系统只检查 工作空间的安全性 。 只要存在约束条件 。 系统便会激活相应的判断功能并执行相应的行动 。于是自动发出警告来通知用户发生了什么故障以及出现了什么错误。 为了模仿 实际 制造过程 , 一个真正 三维 对象的参量必须 和实际 对应的机械加工刀具的参数一致。 所有这数据由系统 访 问 并且 配置 在 参量配置模块 中 。这 些 数据代表 6 实际尺寸 , 譬如 静态工作台上六个 连接中心的绝对坐标值 , 相对移动框架内，动态工作台上六点球体联结中心的坐标值，支架的最初长度，刀柄的直径和长度，球头半径等。 检查模块的作用是检查 追踪 数据的 可靠 性 ，并且 确定 切削刀具的位置是否在工作范围内 。切削点坐标和常矢量方向余弦之间的关系由方程 1决定。根据方程1可以计算移动工作台的参数，包括六个球体联结中心的坐标，之后计算六个支架的长度，图 4显示了数据流程图。 加工过程仿 真模块的 输入源 是切削刀具追踪文件。 这个文件包括 (X 、 Y 、Z) 位置点以及刀具切削 (a, b, c)的 信息 ,此处 X, Y, Z 是 切削刀具点的位置坐标， a, b, c 是可以以三种方向余弦表示的形式。系统将这些数据装载到数据缓冲器，然后交换两个缓冲器。这样加工过程能够动态的显示出来。图 5表示了动态仿真的数据流程图。 5 图 4数据流程图 6 图 5 动态仿真数据流程图 控制文件 , 也 称 做 实用 加工 制造 文件，是数控代码的驱动文件，总之 ，追踪文件是一个含有追踪平面信息的临时中转文件。在检查追踪文件 后，能够保证可靠性和正确性。完成动态仿真后，能够证明追踪铣削平面的合理性。然而，实际加工过程需要实用 加工控制文件。根据相应的机床刀具的控制要求。文件格式 I/件和追踪文件一致。图 6显示了 处是静态参数。 图 6 追踪 计划模块是 加工 过程动态仿真的代码模块。选择好实际零件表面后，模块产生切削刀具追踪计划文件。设置步骤如下：选择追踪类型。输入参数，设置追踪顺序，如此相应的直线模式，边界线模式等等。 设置追踪顺序 ，譬如，相应的直线模式，边界线模 式等等。 在所有必需的参数值 设 置 好后 ,模块根据插补精度和方程式 1计算出特定表面的离散点坐标值。这些数据通过图 7所示的特定的数据格式写入追踪文件。 7 图 7 特定数据格式 5 单叶双曲面仿真 单叶双曲面是一种典型的复杂曲面。其方程是 1222222 2） 式中， 8,6,10 仿真步骤如下：设置追踪类型，输入所需参数，比如速度，插补周期，切削刀具刀柄长度。然后单击追踪、创造文件菜单 产生追踪文件，如图 9所示，在核实文 件可靠性后，单击按钮开始加工过程仿真。同时系统从缓冲器得到数据并显示位置，状态，支架的长度。如果追踪文件有错误，系统会检查错误，系统会检查错误并显示信息来告知错误类型和位置。 6 个结论 总之 , 由于非线性关系，相信加工工具的动态控制更加复杂，为了维护 加工过程的安全，在实际加工过程之前。测量与控制代码必须由仿真系统检查。而且，追踪文件的合理性可由仿真系统证明出。 在加工过程中对单叶双曲面应用仿真使，如果追踪文件会有错误，系统能够发现错误以避免任何故障，这种应用表明了仿真系统的实用价值。
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