金剛石砂輪廠家講述數(shù)控加工中的幾何仿真

　　數(shù)控加工的幾何仿真是指根據(jù)刀 具運動的軌跡與刀 具的外型對工件進行切除的模擬過程。傳統(tǒng)的方法是使用試切法，即使用便宜的材料使用實際的機床進行切削，以檢測是否存在碰撞或是干涉。這種方法費用高耗時長，降低了生產(chǎn)效率�，F(xiàn)在利用計算機對數(shù)控加工過程的模擬,即利用計算機模擬刀 具沿著加工路徑與被加工工件(毛坯)之間的相對運動,實現(xiàn)對加工中的刀 具移動、切削等過程的監(jiān)控和對加工代碼正確性的驗證。這種方法大大的縮短了生產(chǎn)的準備時間。常用的方法有兩種：離散法和實體造型法。

　　1.離散法。離散法通常包括視向離散法和三角片離散法兩種。

　　基于圖像空間的視向離散法是較為常見的方法,其基本工作原理是:沿視線方向離散工件和刀 具,取二者中前的顏色作為布爾運算的結(jié)果并直接寫入光柵顯示器的顯示緩存。由于只在視線方向上作一維布爾運算,并且運算與顯示合二為一,所以這種方法有很高的實時性。其缺點是:因為毛坯的原始數(shù)據(jù)都已經(jīng)轉(zhuǎn)化為像素值,而這些像素點是依賴于顯示屏幕的,所以對加工結(jié)果無法進行旋轉(zhuǎn)、放大等操作,同時難以進行加工誤差檢驗。

　　另一種方法為三角片離散法。三角片離散法是指，將工件用三角片離散化，將上表面離散為均勻點陣，再將這些點陣連接成三角網(wǎng)格。當模擬切削時，根據(jù)刀 具的高度不斷的改變上表面點陣的高度，再對三角網(wǎng)格進行真實感渲染，以此仿真數(shù)控加工的過程。

　　在三角片離散法中，其關(guān)鍵是三角片的精度與計算速度間的矛盾。即，三角片越密集，圖象的清晰準確度越高，而運算速度越慢，相反，三角片越稀疏，圖象準確度越低，但運算速度卻可以更快。基于這個矛盾，[1]中提出了在有必要精描述的形狀復雜的區(qū)域多使用三角片，而在形狀簡單的區(qū)域少使用三角片的方法。再[2]中也使用了區(qū)域搜索所需重繪的三角形的方法來提高運算效率，并提出了評定三角片算法的三個指標：緊 

 致性、保守性和評估效率。

　　離散法較實體造型法效率通常要高許多，基本都可以實現(xiàn)顯示的實時性，但由于將實體向平面離散，使得結(jié)果中缺乏了許多工件原有的三維信息。

　　2.實體造型法。實體造型法可以提供三維形體完整的幾何和拓撲信息，可以進行準確的過程仿真和刀位軌跡驗證。仿真中的模型有模型和近似模型，其中模型包括GSC與B-rep,近似模型包括八叉樹，單元體等。在早期的實體仿真中，主要對模型進行操作。在體素構(gòu)造表示中，切削可以看做是一個布爾減的過程，邊界表示法中，切削可以看做工件表面的重構(gòu)。