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数控机床加工仿真系统以其逼真、实用、价格便宜、使用方便等优点,在企业生产和学校教学中,发挥着越来越重要的作用。本文以数控车床为研究对象,探讨了数控车削仿真系统的开发方法及其关键技术,以虚拟现实技术与实体建模理论为基础,结合计算机图形技术,开发了基于NC代码的三维实体数控车削加工仿真系统。本文主要从以下几个方面进行了深入的研究。1、系统采用FANUC 0i系统标准控制面板和系统面板作为用户界面,使仿真系统具有很强的真实感和实用性。2、为了实现对数控车床的表达、显示和运动处理,在对数控车床的结构和运动特点进行分析的基础上,采用模块化与层次化思想的建模方法,将机床分解成零部件,组成机床的多级装配树,建立了机床几何模型和运动模型;3、采用图形功能强大的3ds max软件对数控车床、刀架、刀具进行三维建模,并以OpenGL为图形接口将其导入仿真系统;对于实时性、尺寸精度要求高的工件以及加工过程的动态仿真,则直接采用OpenGL本身强大的图形处理技术和双缓存动态技术来处理,其中的工件采用细分的方法来建立模型,以避免材料在切除过程中的毛坯对刀具扫掠体耗时的布尔运算。这样,既保证了逼真的实体模型,又节省了计算机资源,从而提高了系统的运行速度。4、研究NC程序代码的分析处理方法和编译原理,并结合FANUC 0i数控系统的编程规范,设计了虚拟数控系统的NC程序代码编译器,实现了NC指令的插补算法。在NC代码编译过程中,设计了NC程序的工艺参数优化系统,利用工艺参数库中的数据与NC程序中工艺参数进行比较,对NC程序中不合理的工艺参数提出优化建议。5、在分析刀具特点的基础上,利用Microsoft Active Data Objects (ADO)数控库知识,实现了对刀具的管理功能,能够快速完成对刀具的查找、编辑、添加和删除。