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基于Virtools的數(shù)控加工中心虛擬加工系統(tǒng)
閱讀：110 發(fā)布時(shí)間：2020-8-11文章預(yù)覽：
數(shù)控加工中心是現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)加工的重要設(shè)備之一，培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控加工中心操作工成為相關(guān)教育機(jī)構(gòu)的迫切任務(wù)，但是數(shù)控加工中心操作難度大，具有危險(xiǎn)性，若操作不當(dāng)可能對(duì)人身和加工中心造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。數(shù)控加工中心的虛擬加工系統(tǒng)能夠有效避免真實(shí)的人身和加工中心傷害，尤其對(duì)于初學(xué)者來說非常適用，加之虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得此類系統(tǒng)的研宄成為現(xiàn)實(shí)。浙江大學(xué)山東大學(xué)陜西科技大學(xué)等高校的學(xué)者對(duì)此都進(jìn)行了一定的研究，設(shè)計(jì)開發(fā)了數(shù)控車床、加工中心的仿真系統(tǒng)，或是用于數(shù)控加工的教學(xué)系統(tǒng)》
但是上述文獻(xiàn)所涉及的虛擬加工系統(tǒng)多存在仿真效果不理想，沉浸感不佳等問題，對(duì)此，本文特利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的31 (immersion,interaction, imagination)特性，基于 Virtools軟件平臺(tái)，結(jié)合計(jì)算機(jī)..三維立體投影設(shè)備、立體眼鏡、音響等硬件設(shè)施，研究開發(fā)了一個(gè)數(shù)控加工中心的虛擬加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用3DSMax建立數(shù)控鐵床的三維模型，運(yùn)用Virtools實(shí)現(xiàn)加工中心運(yùn)動(dòng)的仿真，并使用其物理模塊實(shí)現(xiàn)了刀具與工件和加工中心的碰撞檢測(cè)。
2虛擬加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、BARCO Gemini立體投影系統(tǒng)、立體眼鏡、音響等硬件設(shè)備構(gòu)成.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該系統(tǒng)可完成數(shù)控加工中心面板的基本操作仿真、零件的安裝和拆卸仿真、加工中心切削加工運(yùn)動(dòng)仿真等內(nèi)容，具體功能框架如圖2所示。數(shù)控加工中心及刀具、工件的三維模型由3DS Max軟件建立，導(dǎo)入Vlrtools中進(jìn)行加工中心的運(yùn)動(dòng)仿真和人機(jī)交互功能的實(shí)現(xiàn)。
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結(jié)束語(yǔ)：
本文利用3ds max和virtools等軟件，配備計(jì)算機(jī)、三維投影設(shè)備、立體眼鏡等硬件設(shè)施，開發(fā)了一個(gè)數(shù)控加工中心的虛擬加工系統(tǒng)。依據(jù)真實(shí)加工中心進(jìn)行相關(guān)模型的建立，并通過貼圖處理和環(huán)境配置提高了系統(tǒng)的真實(shí)感，三維投影設(shè)備和立體眼鏡的使用增加了系統(tǒng)的沉浸感。系統(tǒng)的整個(gè)仿真過程符合實(shí)際加工的順序，能夠使用戶操作數(shù)控加工中心的能力得到很好的鍛煉，同時(shí)避免了的危險(xiǎn)的發(fā)生及析J宋的損壞。若想進(jìn)一步提升系統(tǒng)的交互性和沉浸感，可加入數(shù)據(jù)手套完成人機(jī)交互過程，這也是下一步的研究方向之一。