三维数控动态仿真加工系统的研究与实现

“图形仿真加工系统的研究与开发，郭成操，硕士，机械制造及其自动化，刘荣忠，20030510，VisualC++，OpenGL，数控，GAPT，复杂曲面，三维仿真，自动编程” 本文是关于图形仿真加工系统的研究与开发的硕士学位论文，由郭成操在四川大学机械制造及其自动化专业完成，导师为刘荣忠。该研究主要关注的是如何利用计算机图形学、自动化控制和软件工程等多学科知识来构建图形仿真加工系统，以提高机械加工的效率和质量。 图形仿真加工技术是计算机图形学在机械制造领域的重要应用，通过遵循计算机图形学原理，根据NC（Numerical Control）代码在计算机上模拟机械加工的过程，减少损失，节约成本，缩短产品开发周期，并提升产品质量。此技术结合了计算机技术、图形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理和自动控制等多方面的知识。 在系统开发过程中，采用了Visual C++作为开发工具，并利用OpenGL进行三维实体建模。针对MNc-CXZ300型多功能数控机床，同时考虑其他数控系统，郭成操设计并开发了一个三维数控动态仿真加工系统。该系统能够与CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）研究室的GAPT图形自动编程系统集成，实现自动编程和加工仿真的无缝对接。 研究中，郭成操深入研究了OpenGL图形图像编程技术，创建了面向对象的编程接口类CGL，使得OpenGL与Visual C++之间的交互更为便捷。他还设计了与GAPT的接口以及NC代码编辑器，用于编辑和修改NC代码。在算法层面，针对复杂曲面的仿真加工，开发了相应的仿真加工模块，支持车、铣、钻等多种加工过程的三维仿真。利用OpenGL的视图变换技术，可以对图像进行缩放、旋转和平移，以便于观察仿真过程。同时，通过透明处理技术解决了观察孔径和孔深的难题。 此外，系统还包含了帮助模块，以增强用户体验。该系统具有友好的用户界面，易于操作，强的可移植性，功能全面且通用性好，适用于实际生产环境以及数控教学和培训，符合中国国情及数控技术的最新发展趋势。 关键词涉及的主要技术包括：数控技术、OpenGL图形库、图形仿真和仿真加工，这些都是构建高效图形仿真加工系统的核心要素。