免费论文：基于CAD造型的数控机床运动仿真系统研究

数控机床是当前制造领域应用最广泛也是最先进的制造设备，建立虚拟的数控机床是虚拟制造和虚拟加工系统的重要内容。本文以虚拟制造为研究背景，以数控机床为研究对象，研究基于CAD造型的数控机床运动仿真系统，并开发其关键组件。首先，研究数控机床运动仿真系统的三维显示与运动关系表达与配置方法。本文基于CAD造型的数控机床三维模型，以STEP标准IR105部分对运动学关系的描述为理论基础，对SolidWorks进行二次开发，完成自动化的数控机床CAD模型的运动学关系配置软件，最终使用VRML文件表达数控机床三维模型，以XML文件描述数控机床模型的运动学关系。然后，开发数控机床运动仿真系统的代码处理模块组件。包括五坐标变换库和插补库开发。五坐标变换库针对12种不同结构布局的五坐标数控机床，使用统一的接口定义与变换方法，实现其正解算法与逆解算法。插补库针对G代码加工程序要求，完成直线插补、圆弧插补、点到点插补和快速移动插补等算法的集成。接着，将开发的功能组件集成在实验室开发的VCH2020软件中，完成数控机床运动仿真系统的集成，并进行运动仿真测试。最后，引入网络通信技术，实现数控机床运动仿真系统的在线仿真。基于TwinCAT，开发网络接口库，用于仿真系统进行网络数据的读写。最后搭建了基于VCH2020的在线运动仿真系统，其不仅针对数控机床，还能够对飞机制造柔性工装及机器人等自动化设备进行在线运动仿真。

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