数控加工仿真系统碰撞检测方法

来源:对钩网

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关键词:数控加工

    由于数控加工成本造价较高,为节约成本支出,研制出数控加工仿真系统。数控加工仿真系统能够减少甚至完全消除试切和人工验证的过程,在新的数控加工程序进行实际加工前,程序员可采用数控加工仿真系统在计算机上进行虚拟加工环境、加工过程,检测出程序设计中可能出现的问题。

     

    在进行数控加工的过程中,很容易出现过切、欠切等现象,同时刀具的损坏,或加工出废的产品,零件与刀具、刀具与夹具、刀具与工作台的干涉和碰撞等,都会给生产造成一定的成本浪费。而数控加工仿真系统可以很好地模拟出相关程序,最大程度降低损失。

     

    程序员在进行实际加工前,可以通过仿真系统确认切削完成加工产品与原设计图是否吻合,并可以进行更好的细节分析。

     

    碰撞检测

     

    在实际加工中五轴数控加工比三轴数控加工更有优势,能够达到更广的范围,具有更快的材料且效率,可减少加工时间提高表面精度。但由于两个附加的旋转轴自由度较高很容易产生碰撞,极易造成机床损伤。

    因此,在进行实际加工之前,需要借助数控加工仿真系统来检测碰撞。主要检测算法如下:

     

    机床包括多个部件,但是不同的部件之间碰撞检测算法相似,仿真系统以刀具、工件和夹具为主要研究对象,检测可能出现的全局碰撞。

     

    1、根据刀位点,分别求解刀头扫描体的格栅voxel模型和刀柄扫体的格栅voxel模型。刀柄扫描体用于检测刀具和工件、夹具是否发生全局碰撞,刀头扫描体用于与工件间的求交运算。

     

    2、voxel模型中一个特征属性是长方体包络盒,利用包络盒进行粗略判断,如果包络盒不相交,包围在包络盒内部的物体必然不相交,此时更新物体包络盒的位置数据信息,其他信息不变,为下一个刀位点扫描体的生成、碰撞检测做准备,利用粗略判断可以加快检测的速度。

     

    3、一旦发生碰撞,系统停止读取数据,报告错误信息和发生碰撞的精准位置。如果不发生碰撞,系统继续进行刀头与工件之间的求教运算。


    (审核编辑: 智汇胡妮)