外文翻譯--平行數字控制機床的制造業(yè)工序的運動仿真 中文版

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1 平行數字控制機床的制造業(yè)工序的運動仿真 以提高平行工作母機的研究狀態(tài)為目的 , 本文介紹一個 6 微軟 C+用編程接口功能處理三維圖形處理庫的方法來發(fā)展仿真軟件。數據流程被呈現。最后，一個奇數葉雙曲面體的仿真申請被運行在制造業(yè)的程序之前 ; 運動學仿真 展示蹤影計劃理論基礎 制造業(yè)指導的可行性。 關鍵詞：運動學仿真 , 平行數字控制機器 , 制造工序 , 運動軌跡 1 介紹 平行數字控制機床 , 也可稱為多軸數字控制機床，虛擬的機器工具和 平行的機械手 ,是以一個新穎的非線性工具為基礎的非線性斯圖爾特機制而且不同于傳統(tǒng)的線工具。在過去的十年里 , 工具已經受到很多研究員的注意，并且它的發(fā)展和申請取得了很多進步 1,2. 在這期間，平行數字控制母機的運動學仿真系統(tǒng)也已經被發(fā)展成實用的工具而且在平行數字控制機床的設計和研究中扮演一個很重要的角色。 運動學仿真現在已經在工具設計的許多方面被應用 ; 舉例來說 , 它有能探究空間目標而且搜尋終點的優(yōu)勢 ; 它也能檢測有效的計劃路徑。此外，能通過實時的碰撞校合和數字控制機床的干涉來確保整個生產單位的安全 3. 在仿真系統(tǒng)的發(fā)展上有許多文章。 大部份這些在一個現有的模擬制度上被很快地申請構造 , 但是也帶來一些問題 : 極大的發(fā)展投資和不可實行的申請在自由的從計劃模擬的特征物體痕跡。在提及中與收據控制機器工具申請平行 , 本文介紹利用發(fā)展方法微軟 C+用編程接口功能處理三維圖形處理庫的方法來發(fā)展運動學仿真的發(fā)展方法。 2 一種 6 行數字控制機床的結構 如圖 1 所示 , O X Y Z 是移動平臺移動坐標。 依照相反的運動學的模型 : +j (1) 從移動坐標中心點到移動坐標起點的矢量。 從靜態(tài)坐標的起源點到連接處中央點的矢量。 也叫做方向余弦點矩陣。 在過去的十年里 , 斯圖爾特坐標的研究已經受到很多的注意并且已經應用在像射擊模擬器這樣的廣泛的各式各樣的設備，平行的機械手操作者，工作母機被應用 ,六個自由度坐標測量裝置。 在過去十年 , 臺研究有受到的很多注意和被申請了在 a 設備廣品種 , 譬如飛行防真器 , 平行的機器人操作器 , 機械工具 , 六程 度自由同等的測量設備。 以實際條件下，一種 6 行數字控制機床的結構是基于斯圖爾特坐標而且有一些潛在的有利的指向。 譬如簡單的結構 , 更高的剛度 , 更重的裝貨能力 , 更加穩(wěn)定運動學物產。 2 圖 1 6構和矢量描述。 一個 6 平行數字控制工具描繪略圖 b. 2. 總體連接 3 圖 2 模擬系統(tǒng)的主要界面 3 制造業(yè)模擬仿 真的重要性 6 行數字控制機床的運動被它自己結構特性所限制 : 各條 支架 的長度限制姿勢和位置。 球形輔助大量的搖擺角度極限。 因此，平行工作母機的銳利工具一定被放置進特定的工作空間。 然而 , 當制造的時候從復雜的表面的部份釋放 , 它難以確定銳利的工具是否安全地放置進了工作空間，而且無論制造業(yè)的代碼是不是錯誤的 ,不完全的或不合理的。代碼確認 , 包括格式的檢查，整體的檢查 , 合理的檢查，而且在制造工序開始之前完成系統(tǒng)的仿真。 制造業(yè)程序被模擬保證數字控制程序無錯誤和有能力完成已定路線。 顯然地，所有這 些程序對平行機工具的產品的實際重要性。 4 仿真軟件設計的原則 仿真軟件依照 2000窗口下面的 C+開放式繪圖介面依照模組設計的原則。依照模組設計的原則 , 系統(tǒng)發(fā)展使用物體 保系統(tǒng)的安全性和再現性 ,所有的核心組件使用成份物體模型和數據在系統(tǒng)組件之間的溝通以那為基礎溝通成份口。 輸入來源計劃模擬的痕跡是銳利的工具姿勢文件 ,包括銳利工具的笛卡爾坐標點和銳利工具的正常矢量。依照一個線性模仿和時間直線性，模擬運行過程。在模擬程序不超越任何的被限制的情況的環(huán)境之下， 運動軌跡文件將會生產被實際使用需要的那些腿的延長量的文件。系統(tǒng)仿真界面的主要界面被顯示 ,如圖 2所示。 一些主要功能選項被列出 , 像是運動軌跡編程，仿真和延長支架 , 等等。主要的視野框架是一個三維的(3 并行機工具的堅固模型。 在主要視野框架的正確區(qū)域上 , 三個副框架從頂端到底部被放置 , 分別地用來觀察控制視覺的角度并且表示刀的姿勢位置的叁數和那些支架的延長量。 制造過程的模塊 仿真 系統(tǒng)被顯示在圖 3 。 二個核心模塊是蹤影計劃程序模塊和制造業(yè)處理仿真模塊。前者用軌跡追蹤歸檔來提出對 4 應的切割工具位置文件 ; 后者輸入切割工具位置文件模仿制造過程。 圖 3 6械工具制造業(yè)結構處理模仿系 當 動態(tài)仿真開始 初始化 , 文件格式模塊打開 追蹤， 計劃 文件并且核對文本 數據 , 接著 配置系統(tǒng)數據 ; 在檢查工具 根據數據的 有效性以后 , 系統(tǒng) 根據切削刀具軌跡路線 開始執(zhí)行 制造過程動態(tài)仿真 。在 這個過程 期間 , 系統(tǒng)只檢查 工作空間的安全性 。 只要存在約束條件 。 系統(tǒng)便會激活相應的判斷功能并執(zhí)行相應的行動 。于是自動發(fā)出警告來通知用戶發(fā)生了什么故障以及出現了什么錯誤。 為了模仿 實際 制造過程 , 一個真正 三維 對象的參量必須 和實際 對應的機械加工刀具的參數一致。 所有這數據由系統(tǒng) 訪 問 并且 配置 在 參量配置模塊 中 。這 些 數據代表 6 實際尺寸 , 譬如 靜態(tài)工作臺上六個 連接中心的絕對坐標值 , 相對移動框架內，動態(tài)工作臺上六點球體聯結中心的坐標值，支架的最初長度，刀柄的直徑和長度，球頭半徑等。 檢查模塊的作用是檢查 追蹤 數據的 可靠 性 ，并且 確定 切削刀具的位置是否在工作范圍內 。切削點坐標和常矢量方向余弦之間的關系由方程 1決定。根據方程1可以計算移動工作臺的參數，包括六個球體聯結中心的坐標，之后計算六個支架的長度，圖 4顯示了數據流程圖。 加工過程仿 真模塊的 輸入源 是切削刀具追蹤文件。 這個文件包括 (X 、 Y 、Z) 位置點以及刀具切削 (a, b, c)的 信息 ,此處 X, Y, Z 是 切削刀具點的位置坐標， a, b, c 是可以以三種方向余弦表示的形式。系統(tǒng)將這些數據裝載到數據緩沖器，然后交換兩個緩沖器。這樣加工過程能夠動態(tài)的顯示出來。圖 5表示了動態(tài)仿真的數據流程圖。 5 圖 4數據流程圖 6 圖 5 動態(tài)仿真數據流程圖 控制文件 , 也 稱 做 實用 加工 制造 文件，是數控代碼的驅動文件，總之 ，追蹤文件是一個含有追蹤平面信息的臨時中轉文件。在檢查追蹤文件 后，能夠保證可靠性和正確性。完成動態(tài)仿真后，能夠證明追蹤銑削平面的合理性。然而，實際加工過程需要實用 加工控制文件。根據相應的機床刀具的控制要求。文件格式 I/件和追蹤文件一致。圖 6顯示了 處是靜態(tài)參數。 圖 6 追蹤 計劃模塊是 加工 過程動態(tài)仿真的代碼模塊。選擇好實際零件表面后，模塊產生切削刀具追蹤計劃文件。設置步驟如下：選擇追蹤類型。輸入參數，設置追蹤順序，如此相應的直線模式，邊界線模式等等。 設置追蹤順序 ，譬如，相應的直線模式，邊界線模 式等等。 在所有必需的參數值 設 置 好后 ,模塊根據插補精度和方程式 1計算出特定表面的離散點坐標值。這些數據通過圖 7所示的特定的數據格式寫入追蹤文件。 7 圖 7 特定數據格式 5 單葉雙曲面仿真 單葉雙曲面是一種典型的復雜曲面。其方程是 1222222 2） 式中， 8,6,10 仿真步驟如下：設置追蹤類型，輸入所需參數，比如速度，插補周期，切削刀具刀柄長度。然后單擊追蹤、創(chuàng)造文件菜單 產生追蹤文件，如圖 9所示，在核實文 件可靠性后，單擊按鈕開始加工過程仿真。同時系統(tǒng)從緩沖器得到數據并顯示位置，狀態(tài)，支架的長度。如果追蹤文件有錯誤，系統(tǒng)會檢查錯誤，系統(tǒng)會檢查錯誤并顯示信息來告知錯誤類型和位置。 6 個結論 總之 , 由于非線性關系，相信加工工具的動態(tài)控制更加復雜，為了維護 加工過程的安全，在實際加工過程之前。測量與控制代碼必須由仿真系統(tǒng)檢查。而且，追蹤文件的合理性可由仿真系統(tǒng)證明出。 在加工過程中對單葉雙曲面應用仿真使，如果追蹤文件會有錯誤，系統(tǒng)能夠發(fā)現錯誤以避免任何故障，這種應用表明了仿真系統(tǒng)的實用價值。