数控机床在制造业中占据着重要地位,数控人才的培养也越来越重要。研究开发一套应用于数控教学培训的仿真系统,具有很好的现实意义。 本文以数控车床和立式加工中心为仿真对象,首先分析了数控仿真系统的功能模型及总体结构,然后对三维仿真模块、NC代码解析模块、串口通信模块、数据库模块、网络通讯模块进行了研究。论文重点探讨了系统的三维建模及其实现技术,具体包括:根据CSG建模思想,采用层次化、结构化的建模方法构建机床本体(包括刀具)模型;采用粒子系统的建模思想,对冷却液模拟仿真,解决了不易描述的不规则物体的物理动画仿真;采用基于三角网格的离散方法,解决了毛坯的变形动画仿真问题,实现车削、铣削加工仿真(包括车削中螺纹加工和铣削中多种刀具加工)。 加工仿真测试表明:系统具有较好的实时性、交互性以及三维图形显示能力,能够有效地验证程序的正确性,较好地满足了数控人才培训的要求。