[发明专利]多系统同步数控加工仿真方法及装置

权利要求书

1.一种多系统同步数控加工仿真方法，步骤如下：首先，由操作者通过虚拟加工系统订制虚拟加工环境，在真实加工系统中定制真实加工环境；然后，通过多系统控制平台选择一种数控系统面板，进行数控编程和控制，通过通信接口将数控指令发送给仿真控制器，仿真控制器进行仿真计算，一方面将刀具的运动参数发送给虚拟加工系统，虚拟加工系统采用基于体特征的混合建模方法和基于体特征的虚拟切削加工仿真算法进行图形仿真计算，完成虚拟加工；另一方面将加工宏指令发送给真实加工系统，由真实机床完成毛坯或修复件的实际加工；与此同时，仿真控制器还将实时生成虚拟数控显示屏，驱动LED电路完成各种指示，完成数控系统面板状态更新。

2.根据权利要求1所述的多系统同步数控加工仿真方法，其特征在于：所述的通过虚拟加工系统订制虚拟加工环境，即虚拟加工环境建模及仿真，过程如下：建模时首先对虚拟加工环境进行规划，确定数控机床、夹具、刀具型号，然后依次建立结构模型、OB图模型、三维模型，并输出为标准的stl格式文件，依据OB图模型建立装配结构，定义各装配体的装配关系、约束，最终形成整机装配结构，然后采用自定义统一建模描述语言进行建模并以纯文本文件方式进行存储；仿真时首先由操作者通过虚拟加工系统上位机软件定制虚拟加工环境，进行机床、夹具、刀具选型设置，依据操作者设定读取指定纯文本格式的结构描述文件，建立与装配结构一致的数据存储结构，然后虚拟加虚拟加工仿真上位机软件图形仿真引擎读取数据存储结构，完成虚拟加工环境绘制。

3.根据权利要求1所述的多系统同步数控加工仿真方法，其特征在于：所述的基于体特征的混合建模方法步骤如下：将异形件加工表面和非加工表面进行分离，采用完全不同的建模方法进行建模，即非加工表面结构复杂，采用Cartia三维建模软件进行建模；加工表面规则，采用基于体特征的建模方法，以特征表面作为建模的依据对加工表面进行分段描述；该方法自定义了一种文件存储格式，实现了对各种复杂结构的零部件的统一描述建模。

4.根据权利要求3所述的多系统同步数控加工仿真方法，其特征在于：所述的异形件为异形回转件。

5.根据权利要求1所述的多系统同步数控加工仿真方法，其特征在于：所述的基于体特征的虚拟切削加工仿真算法步骤如下：在仿真过程中读取待加工零件的统一描述文件，依据零件特征描述形成一个与真实形状相一致的零件特征链表存储结构，虚拟机床在收到加工指令后将根据被加工零件的当前工步计算确定加工后特征的类型、尺寸，然后用新的特征替代原特征，更新零件特征链表并按照新特征完成图形绘制。

6.一种实现上述多系统同步数控加工仿真方法的多系统同步数控加工仿真装置，其特征在于：包括多系统控制平台（1）、仿真控制器（2）、虚拟加工系统（3）、真实加工系统（4）及通信协议，其中，多系统控制平台（1）与仿真控制器（2）通信连接，所述仿真控制器（2）分别与虚拟加工系统（3）及真实加工系统（4）通信连接。

7.根据权利要求6所述的多系统同步数控加工仿真装置，其特征在于：所述的多系统控制平台（1）包括工作台（11）、旋转机架（12）、手轮（13）、华中数控系统面板（14）、Funac数控系统面板（15）、切换控制装置（16）及通信接口（17），旋转机架（12）正反两面分别固定华中数控系统面板（14）和Funac数控系统面板（15），通过工作台（11）上的切换控制装置（16）实现华中数控系统面板（14）和Funac数控系统面板（15）两种不同数控系统面板的快速切换；华中数控系统面板（14）和Funac数控系统面板（15）内部各设有一块面板状态扫描控制板，对数控系统面板硬件进行周期性扫描，并将扫描结果编码后通过串口发送给仿真控制器嵌入式工控机主板。