万方数据·酌·鼍母訾茎辫设计与研究脚and虚拟数控轨迹仿真系统研究与开发+R绷呦刘有余①王立涛①付立新②许德章①②安徽省黄山台钻有限公司，安徽旌德242600)@)Anhuipath．The1系统结构模块(①安徽工程科技学院先进数控和伺服驱动技术安徽省重点实验室，安徽芜湖241000；摘要：采用虚拟现实技术，研究与开发虚拟数控轨迹仿真系统，介绍了系统开发思想和仿真系统若干关键技术问题的处理。系统直观开放、稳定可靠，可作为数控系统开发、人员培训的虚拟科研与教研等的环境支撑设备。关键词：虚拟现实数控插补软件开发DevelopmentSimulationSystemNC((!)Anhui242600，CHN)and数控机床是现代制造业核心装备，数控轨迹控制(插补)是数控机床核心工作原理，揭示数控加工本质，在数控科研和教研中占有重要地位。这些原理晦涩抽象，真实机床都把插补原理固化在机床芯片中，无法看清刀具轨迹控制，更不能分析比较多种插补算法精度及效率⋯。目前，国内外对虚拟数控加工的几何仿真和物理仿真系统研究已进行了大量工作旧，3J，出现UG、CATIA、MasterCAM、CAXA等成熟的商业软件，有力推动了CAD／CAM技术在数控加工领域的应用与发展；另外，数控机床装置本身的轨迹控制也是国内外研究的一个热点，旨在研发高精高效数控插补算法和实现方法【4’5J。但旨在构建设计插补算法平台、虚拟再现插补机理的数控轨迹控制虚拟化研究未见报道，长期以来，数控轨迹控制的科研和教研只能“纸上谈兵”。针对此种状况，笔者研发了虚拟数控轨迹仿真系统，该系统可作为软机床代替真实机床对创新插补算法调试实现，并能虚拟再现真实机床2D和3D插补机理，可分析比较各种插补算法的精度及效率，达到真实硬件设备无法做到的事情。本文就系统结构模块和系统研发中关键技术问题的处理开展研究。本系统采用虚拟现实(Virtualreality)技术№J，用计算机仿真方式建立虚拟数控轨迹仿真环境，将用户“投人”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互，达到在计算机上实现数控科研和教研的目的。本项目选用WindowsXP作为软件开发的操作系统、Basic作为开发工具。系统结构模块如图l所示。其中“设计编辑”采用面向对象技术，开发了可扩充工具箱，用户可创新插补算法，在工具箱中选取适当工具实现插补思想。同时创新的插补算法可在“仿真实现”中进行仿真实现，评价其性能优劣。“插补仿真模块”从动态可视化和人机交互的方式来指导用户进ResearchofVirtualPathYouyu①，WANGTechnologyScience，WuhuCo．，Ltd．，JingdetechnologyonLIULitao①，FULixin②，XUDezhang①KeyLaboratoryAdvancedNumericalControl&ServoTechnology，AnhuiUniversity241000，CHN；HuangshanBenchDrillingMachineAbstract：Theauthorusedthevirtualrealityresearchdevelopsimulationsystemhascharacteristicsintuition，opening，stabilizationcredibility，whichbeinstrumentteachingequipmentininstitutionsgeneraluniver-sities．Keywords：VirtualReality；NumericalControl；Interpolation；SoftwareVisual宰国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA042244)；安徽省高等学校青年教师科研资助计划项目(自然科学项目)(2006jqll47)；安徽省“十五攻荚”项目(06012100B)；安徽省教育厅省级自然科学研究项目(2006KJ077A)；安徽工程科技学院青年科研基金资助项目(2004YQ003)；安徽工程科技学院教学研究项目(2007yjy25)tocanasor万方数据．⋯sin陋五雾)．丁脚州200童9卢。=arctanf塑1一csin陋芝净型)㈩(≥分仨≯仨a‘、＼％翼墙-Rcmosa，1ral=arctanf生垒1m铺5∥M--R删呦设计与研究／。儿九儿～儿几儿小以办∥办∥办㈩舞上去壶2仿真系统的关键技术觚和船圆弧可引用子程序插补。现以昭段为例，设调用子程序在X’0’Y’坐标系中插补册圆弧，所得中应用矩阵计算式(2)，可计算出XOY坐标系中各插补行数控插补算法的仿真实现，并可分析评价其精度及效率，真正达到形象直观的效果。(1)过象限坐标变换如图2，XOY坐标系里逆圆弧A曰跨过3