第17卷第9期计算机辅助设计与图形学学报Vol17,No92005年9月JOURNALOFCOMPUTERAIDEDDESIGN&COMPUTERGRAPHICSSep,2005三轴数控铣床系统图形的实时显示张得礼周来水(南京航空航天大学CADCAM工程研究中心南京210016)(nuaazdl@126com)摘要在三角网格模型的基础上,提出一种数控铣床系统中刀具扫描体的快速求法,充分利用计算机图形学中直线和圆弧域的求交方法中点求交法和四向圆弧填充法,变浮点乘除运算为有利于计算机硬件实现的整数加减运算;并提出了操作方便的三角网格简化LOD方法,在图形显示时,该方法根据图形显示比例系数,把在一个像素范围内的小三角片合并成大三角片;对用LOD方法简化后的非特征区法矢相同的大三角片面进行进一步合并实验结果表明,上述方法减少了图形显示时的运算时间,提高了图形显示速度及效率关键词三角网格模型;铣削加工;数控;图形显示中图法分类号TP3919;TG547RealTimeGraphicsDisplayofMillingMotioninThreeaxesNCMachiningZhangDeliZhouLaishui(CADCAMEngineeringResearchCenter,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016)AbstractBasedontriangularmeshmodel,AsimplerapidmethodforsweptvolumeofmillingcuttermovinginNCmachiningispresentedByutilizingthemiddlepointlineand4connectedcirclefillalgorithminthecalculationoflinecircleintersection,thismethodconvertsthemultiplicationdivisionoperationsintoadditionssubtractionsAdditionally,aneasilyrealizedLOD(LevelofDetail)schemeforreductionoftrianglesisalsopresentedBythescheme,thetrianglesinonepixelarecombinedintobiggeronesaccordingtothecoefficientofgraphicsdisplayscaleandthenthetrianglesthathaveequalnormalinnoncharacteristicsectionsarealsocombinedExperimentsshowthattheefficiencyofgraphicsdisplayisimprovedgreatlyKeywordstriangularmeshmodel;milling;NC;graphicsdisplay显示过程中,如果工件和刀具所有几何信息都参与1引言运算和显示,则刀具的每一个切削过程必然会占用大量的CPU时间,结果导致:(1)图形显示不连续,随着网络技术在数控加工系统中的应用,数控影响图形的整体真实感;(2)加工过程不连续,影响加工过程的可视化显得尤其重要加工过程显示的加工质量和加工效率因此,如何简化运算和加速动画效果和图形的随时放大、缩小、旋转和平移是现图形显示的速度非常重要另外,每一刀步刀具扫代数控加工系统性能的一个重要方面用矩阵网格描体的计算是必须的,利用基于包围盒法[2]求解刀来表示加工工件的形状[1],可以在三轴数控铣床加具扫描体特别是刀步较长时有很多冗余的运算和工过程中,随时放大、缩小、旋转和平移工件由于判断基于矩阵网格离散加工工件的原理,本文提出在数控加工过程中计算和显示的数据量相当大,在了一种数控铣床刀具扫描体的快速求法和图形显示收稿日期:2004-05-09;修回日期:2004-07-20基金项目:高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划9期张得礼等:三轴数控铣床系统图形的实时显示2101的LOD(LevelofDetails)方法,解决了在不影响观察精度的情况下,快速实时显示数控加工过程这一难题同时,在研究和开发过程中将OpenGL图形标准作为开发平台,充分利用了OpenGL的双缓存技术提供的先进动画技术[34]双缓存技术应用于数控加工对刀具的切削过程的图形显示具有