數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)*

熊 毅 王 哲 唐建生 石社軒 陸 茵 蘇 君 高志華

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽(yáng) 473009）

1 緒論

數(shù)控加工程序編制完成后，需對(duì)加工程序進(jìn)行正確性檢驗(yàn)［1］。如果程序中存在錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致工件過(guò)切或者欠切、干涉和碰撞等問(wèn)題。數(shù)控程序正確性已經(jīng)成為影響生產(chǎn)率的重要因素之一，所以，對(duì)數(shù)控加工程序進(jìn)行正確性檢驗(yàn)是必不可少的步驟。

數(shù)控加工仿真是CAD/CAM系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)［2］。通過(guò)建模軟件和仿真，在計(jì)算機(jī)屏幕上按照車、銑、鉆、銼等加工方法把全部加工軌跡描述出來(lái)，使工程師能預(yù)先看到制造全過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的不足，并使制造成本保持在最低限度。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)數(shù)控加工仿真進(jìn)行了深入的研究，重點(diǎn)集中在實(shí)物建模和圖形顯示兩個(gè)方面［2］。實(shí)物的幾何建模，即利用一定的數(shù)據(jù)表達(dá)方法，將數(shù)控加工中的毛坯、機(jī)床、刀具、夾具等實(shí)物，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行準(zhǔn)確描述;圖形顯示，即將實(shí)物的數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)中采用渲染著色、光照等環(huán)境模擬的手段，讓實(shí)物模型可視化。

數(shù)控加工仿真涉及造型技術(shù)，經(jīng)歷了基于線框圖形的幾何仿真、基于直接實(shí)體造型的數(shù)控仿真以及基于離散空間的數(shù)控仿真［3］。同時(shí)，數(shù)控仿真正從幾何仿真走向物理仿真的研究，開(kāi)發(fā)了基于數(shù)值分析和模擬來(lái)預(yù)測(cè)工件、刀具物理屬性的原形軟件，取得了許多研究成果。如:日本的Sony公司研制的FREDAM系統(tǒng)可對(duì)球頭銑刀加工自由曲面進(jìn)行三維仿真，并進(jìn)行干涉、碰撞檢查;英國(guó)Delcam公司的產(chǎn)品PowerMILL，動(dòng)態(tài)仿真五軸加工過(guò)程機(jī)床各軸、各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

國(guó)內(nèi)在仿真方面也取得了一些成果。如1994年清華大學(xué)和華中理工大學(xué)在國(guó)家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃（863）CIM主題支持下研制了由NC代碼驅(qū)動(dòng)加工過(guò)程的仿真器HMPS;哈爾濱工業(yè)大學(xué)也在國(guó)防科工委“八五”預(yù)研項(xiàng)目柔性制造系統(tǒng)（FMS）關(guān)鍵技術(shù)研究計(jì)劃支持下，研制了數(shù)控加工過(guò)程三維動(dòng)態(tài)圖形仿真器NCMPS。

經(jīng)過(guò)多年的探索，學(xué)者們一致認(rèn)為，數(shù)控加工仿真的關(guān)鍵技術(shù)主要有NC代碼解釋、圖形建模、仿真動(dòng)畫和碰撞檢測(cè)等技術(shù)。

2 NC代碼解釋與自動(dòng)編程

在CNC系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)無(wú)法直接根據(jù)數(shù)控程序進(jìn)行加工，必須通過(guò)解釋器的轉(zhuǎn)換，將數(shù)控源程序轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的中間結(jié)果，然后數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行加工或者仿真。因此數(shù)控系統(tǒng)中的NC代碼解釋模塊是CNC系統(tǒng)的核心模塊［4］。數(shù)控編程是數(shù)控機(jī)床用于實(shí)際加工的先決條件，程序編寫的好壞直接影響到數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量和加工效率，因此，快速、準(zhǔn)確地編制程序就成為數(shù)控機(jī)床及仿真系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)［5］。

2．1 NC代碼解釋

NC代碼解釋器的主要功能是以程序段為單位處理用戶程序，將其中的輪廓信息（如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓?。⒓庸に俣群洼o助功能信息，翻譯成計(jì)算機(jī)處理的格式，存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)域［6］。解釋器通常由語(yǔ)法分析器、詞法分析器以及加工信息儲(chǔ)存表組成，它的各組成部分功能如圖1所示。

詞法分析任務(wù)是對(duì)數(shù)控程序段進(jìn)行初級(jí)錯(cuò)誤檢查。語(yǔ)法分析是在詞法分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)控指令的規(guī)則對(duì)數(shù)控代碼進(jìn)行逐行檢查，檢查出一些較高級(jí)的語(yǔ)法錯(cuò)誤。最后制定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)NC代碼加工相應(yīng)的信息。

語(yǔ)法分析時(shí)，掃描輸入字符串的各個(gè)字符，并且從中識(shí)別出一系列具有獨(dú)立意義的基本語(yǔ)法單位——標(biāo)識(shí)［7］。先用正則式對(duì)程序中各個(gè)標(biāo)識(shí)進(jìn)行詞性描述，并指出在識(shí)別單詞時(shí)所應(yīng)進(jìn)行的詞義處理，然后應(yīng)用詞法分析工具構(gòu)造程序以對(duì)上述信息進(jìn)行加工。

在文獻(xiàn)［8］中，作者利用C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，把數(shù)控程序編譯結(jié)果分為兩種類型:一類用于控制命令，通常是M、F、S、T等功能字和相應(yīng)的功能值編譯結(jié)果，用動(dòng)態(tài)數(shù)組Carray類記錄命令類型和命令功能值;另一類是描述軌跡的數(shù)據(jù)，通常是插補(bǔ)指令和行對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值編譯結(jié)果，用鏈表來(lái)保存插補(bǔ)坐標(biāo)及信息。在對(duì)某段NC代碼解釋前，要將存儲(chǔ)該加工代碼信息的結(jié)構(gòu)體中的各狀態(tài)量和數(shù)據(jù)量進(jìn)行初始化［9］。

在文獻(xiàn)［10］中，通過(guò)引入Regex技術(shù)作為詞法、語(yǔ)法和語(yǔ)義分析的工具，使用所謂委托調(diào)用插補(bǔ)函數(shù)的方式，在Visual Studio 2005平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了一種面向開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)NC代碼解釋器。在文獻(xiàn)［11］中，作者采用了模塊化結(jié)構(gòu)，模塊之間通過(guò)共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行交互，采用函數(shù)指針數(shù)組和關(guān)鍵字分組表兩種方法，解決了關(guān)鍵字?jǐn)U充和NC代碼功能轉(zhuǎn)移的問(wèn)題，使該解釋器具有良好的擴(kuò)充性和通用性，易于進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。在文獻(xiàn)［12］中，作者引入編譯技術(shù)，使用編譯工具IEX與YACC構(gòu)造解釋器的詞法分析與語(yǔ)法分析模塊，并引入動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)專用的G指令函數(shù)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，從而使得所開(kāi)發(fā)的NC代碼解釋器具有開(kāi)放性。在文獻(xiàn)［13］中，作者給出了一種面向嵌入式差分插補(bǔ)數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的NC代碼解釋器，定義了曲線插補(bǔ)的計(jì)數(shù)方向，并使用有效算法計(jì)算了插補(bǔ)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度。針對(duì)差分插補(bǔ)計(jì)算所需要的特殊數(shù)據(jù)格式，采用掃描策略，在完成NC代碼詞法和語(yǔ)法檢查的基礎(chǔ)上，初始化差分插補(bǔ)代碼的其他參數(shù)，最終將標(biāo)準(zhǔn)NC代碼（ISO3896）格式轉(zhuǎn)化為滿足差分插補(bǔ)需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

綜上所述，在NC代碼解釋中，其關(guān)鍵技術(shù)是目標(biāo)代碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和解釋算法的構(gòu)造，需達(dá)到簡(jiǎn)單、容錯(cuò)性強(qiáng)、可擴(kuò)充的目的。

2．2 自動(dòng)編程技術(shù)

范守文［14］等人提出了一種基于特征的動(dòng)態(tài)滑動(dòng)算法，用于從零件CAD產(chǎn)生的圖形交換文件中識(shí)別基孔類型，提取基孔的形位參數(shù)。結(jié)合沖壓工藝研發(fā)了數(shù)控轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床NC自動(dòng)編程系統(tǒng)，可由工件CAD產(chǎn)生的DXF格式或IGES格式的圖形交換文件，自動(dòng)生成工件的NC加工程序。王述洋［15］以 AutoCAD R14為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，綜合運(yùn)用ObjectARX SDK、Visual C++6．0及CNC技術(shù)，開(kāi)發(fā)出一種適用于CNC木工鏤銑、CNC線切割和CNC激光平面軌跡加工的集CAD/CNC APT/虛擬加工功能于一體的集成技術(shù)。該技術(shù)可直接將二維AutoCAD圖形快速自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二維CNC加工程序，并可進(jìn)行虛擬加工實(shí)驗(yàn)，解決了實(shí)際二維平面圖形加工CAD/CAM集成及其一體化的瓶頸問(wèn)題。金宇松［16］等人利用UG提供的基本功能及其二次開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)出一套NC自動(dòng)編程工具，實(shí)現(xiàn)了CAPP與NC編程的一體化。劉軍［17］等人根據(jù)當(dāng)前加工位置的基本特征，生成對(duì)應(yīng)的加工指令及S、F、T指令;根據(jù)對(duì)當(dāng)前加工部位的幾何形狀的描述，生成坐標(biāo)指令，其中的基本加工特征是由加工方式和工件信息描述體系中的特征模型和輔助模型所決定的。

3 仿真系統(tǒng)的圖形建模技術(shù)

數(shù)控加工的幾何仿真首要解決的問(wèn)題就是數(shù)控機(jī)床幾何模型的建立。常用的建模技術(shù)主要有［18］:線框圖表示法、邊界表示法、掃描表示法、構(gòu)造實(shí)體幾何法和八叉樹(shù)表示法。

仿真環(huán)境的圖形建模包括建立機(jī)床、刀具和毛坯在內(nèi)的幾何模型［19］。機(jī)床是由床身、立柱、主軸和工作臺(tái)等部件組成。文獻(xiàn)［18］中采用了三角網(wǎng)格的建模方法，該算法通過(guò)利用OpenGL圖形函數(shù)，計(jì)算工件表面三角片頂點(diǎn)與刀具掃掠面之間的距離以及各三角片頂點(diǎn)高度值，修改自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而滿足仿真的要求。三角形網(wǎng)格模型表示法基于如下假設(shè)［20－21］:

①只有工件毛坯的上（外）表面才是加工表面;

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨(dú)立．

②平行于刀軸的一條直線與工件毛坯上（外）表面的交點(diǎn)有且只有一個(gè);

③工件毛坯的上（外）表面是通過(guò)每一個(gè)點(diǎn)的不同高度來(lái)表達(dá)加工工件的表面形狀。

在文獻(xiàn)［19］中，首先在三維CAD軟件中完成數(shù)控機(jī)床各零部件造型，然后將其導(dǎo)出生成標(biāo)準(zhǔn)的三維數(shù)據(jù)格式STL文件。在VB程序中讀取STL文件生成三維模型，然后利用OpenGL進(jìn)行渲染;而刀具、夾具和毛坯通過(guò)OpenGL直接進(jìn)行編程生成，通過(guò)OpenGL中的視圖變換函數(shù)調(diào)整其大小及位置。王吉林［22］采用UG作為造型軟件，通過(guò)它輸出DXF文件，利用OpenGL讀入DXF數(shù)據(jù)，重新繪制這些三維實(shí)體模型，最后用VC++編程來(lái)實(shí)現(xiàn)真實(shí)感圖形。盛亮［23］等人提出組斜環(huán)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管、錐類實(shí)體螺紋的構(gòu)造，即用一組斜圓環(huán)式螺紋槽實(shí)體同圓柱體求交，斜圓環(huán)的間隔取為螺距的大小，螺紋槽實(shí)體由螺紋刀截面沿每一個(gè)斜圓環(huán)掃掠生成，如圖2。

在數(shù)控銑削仿真中，廣泛用到Z－MAP方法［24－25］。王鵬遠(yuǎn)［26］等人在傳統(tǒng)的Z－MAP方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)了Z－MAP方法。算法思想如下:（1）在按照一定的離散精度將工件模型的底平面離散為一系列的網(wǎng)格后，以各網(wǎng)格點(diǎn)為起點(diǎn)、工件模型頂面為終點(diǎn)可以得到一系列的有向線段;（2）將所有的Z向線段與工件模型上表面的交點(diǎn)按照一定的規(guī)則以三角形的形式連接，構(gòu)成的三角形網(wǎng)格面即可被視為工件模型的近似表示。

機(jī)床、刀具等靜態(tài)的幾何體的建模相對(duì)簡(jiǎn)單，而工件的建模比較復(fù)雜。一方面，工件本身結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，另一方面，仿真過(guò)程中工件不斷被切削，形狀動(dòng)態(tài)變化。綜合上述介紹，工件等復(fù)雜形體的建模概括為兩大類:第一類基于離散技術(shù)實(shí)現(xiàn)建模，這種技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)，但其表面精度較低;第二類基于表面的網(wǎng)格剖分，這種技術(shù)描述形體表面較為精確，且有利于有限元分析，方便進(jìn)行物理仿真建模，但其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

4 仿真動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

經(jīng)典的數(shù)控仿真方法是通過(guò)定時(shí)器每隔一時(shí)刻遍歷一次毛坯鏈表，判斷每一個(gè)節(jié)點(diǎn)是否被切削以及進(jìn)行節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)修改，最后重新顯示畫面。該過(guò)程實(shí)際是毛坯數(shù)據(jù)不斷更新與顯示的過(guò)程。

蒲志新［27］等人采用OpenGL雙緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫仿真，避免了程序在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生閃爍，從而使動(dòng)畫看上去更加連續(xù)。動(dòng)畫時(shí)使用光照以增加仿真真實(shí)感。雙緩存動(dòng)畫技術(shù)就是多頁(yè)面切換技術(shù)，又稱為“頁(yè)面共振”技術(shù)。在主顯示頁(yè)顯示的同時(shí)，下一幅圖形可放置在工作頁(yè)面上，然后再把工作頁(yè)切換成主顯示頁(yè)。如此反復(fù)進(jìn)行，每次用新圖形代替舊圖形，從而形成動(dòng)畫效果。圖形顯示模塊主要負(fù)責(zé)刀具、夾具和主軸的繪制工作，而數(shù)據(jù)處理則負(fù)責(zé)插補(bǔ)運(yùn)算和刀具切削軸的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和顯示分離，具有較好的模塊性。

文獻(xiàn)［19］中采用基于單位高度小圓柱體的ZMAP算法。在仿真過(guò)程中，毛坯被細(xì)分化成單位高度的小圓柱薄片，并將形成每個(gè)薄片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)到鏈表中。通過(guò)NC程序的編譯，讀入刀具運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)信息，通過(guò)確定工件上要加工部分的起點(diǎn)和終點(diǎn)，就可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)薄片在鏈表中的序號(hào)，也就得出了起始加工處的薄片序號(hào)和終點(diǎn)處的薄片序號(hào)。當(dāng)NC程序編譯模塊計(jì)算出刀具下一步的插補(bǔ)位置時(shí)，就可以進(jìn)行刀具與加工工件毛坯之間的布爾運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新對(duì)應(yīng)薄片在數(shù)據(jù)鏈表中的信息。

文獻(xiàn)［28］中，車削過(guò)程仿真采用三步完成:取刀具，實(shí)現(xiàn)刀具運(yùn)動(dòng)，刀具實(shí)現(xiàn)工件上材料的切除。刀具的運(yùn)動(dòng)通過(guò)逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)，材料切除是將被切下的部分涂成與背景一樣的顏色時(shí)實(shí)現(xiàn)的，因此這種方法只能用于二維仿真，不能用于銑削仿真。

駱勇駿［29］等人采用了播放式的仿真方法。該方法具有以下三個(gè)特點(diǎn):①把刀具加工毛坯的動(dòng)態(tài)顯示過(guò)程看成是一個(gè)播放的過(guò)程，每幅畫面都看成一幀;②大部分的數(shù)據(jù)分析處理工作應(yīng)在仿真前完成;③在仿真過(guò)程中，計(jì)算機(jī)僅完成圖像顯示、定時(shí)器累計(jì)和執(zhí)行簡(jiǎn)單判斷語(yǔ)句的工作。文獻(xiàn)［22］中利用OpenGL提供的顯示表技術(shù)提高了顯示效率。

無(wú)論采用何種仿真算法，其算法必須和幾何建模方法一致，方便實(shí)時(shí)修改模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)仿真動(dòng)畫。

5 仿真系統(tǒng)的碰撞檢測(cè)技術(shù)

碰撞檢測(cè)是加工過(guò)程仿真的重要內(nèi)容，它對(duì)避免在真實(shí)加工中發(fā)生碰撞，造成工件報(bào)廢和設(shè)備損壞，甚至威脅到操作者的人身安全具有重要意義。近年來(lái)，許多專家學(xué)者對(duì)平面碰撞問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，提出了許多最優(yōu)算法，例如:覃中平、張煥國(guó)提出了時(shí)間復(fù)雜度為O（logm+logn）的最優(yōu)算法［30］。David Braff采用將凹多邊形分解為凸多邊形的方法來(lái)求解碰撞問(wèn)題［31］等。R．K．Culley從時(shí)空的角度給出了發(fā)生碰撞的定義:即在某一個(gè)時(shí)刻 t，如果空間中位于 L1，L2，．．．，Ln的 n 個(gè)物體 S1，S2，．．．，Sn中，存在一對(duì)或多對(duì)物體同時(shí)占據(jù)某塊空間，那么就認(rèn)為發(fā)生了碰撞［32］。

動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)在歷史上主要有兩類技術(shù):第1類技術(shù)是一種基于在給定軌跡上反復(fù)利用靜態(tài)干涉檢測(cè)被稱為“單步檢測(cè)”的方法;第2類技術(shù)是基于產(chǎn)生稱之為“掃描實(shí)體”物體的技術(shù)。在現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)圖形硬件條件下，單步檢測(cè)方法更適合于實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)圖形顯示。掃描體方法沒(méi)有單步檢測(cè)方法所具有的決定碰撞時(shí)間的靈活性，而且用掃描體來(lái)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，需要利用一個(gè)獨(dú)立的步驟來(lái)產(chǎn)生掃描實(shí)體。

Hahn采用層次包圍盒技術(shù)來(lái)加速多面體場(chǎng)景的碰撞檢測(cè)［33］。Moore則提出了兩個(gè)有效的碰撞檢測(cè)算法［34］。其一是用來(lái)處理三角剖分過(guò)的物體表面。由于任一物體表面均可表示成一系列三角面片，因而該碰撞檢測(cè)算法具有普遍性。該算法的缺點(diǎn)是，當(dāng)景物為一復(fù)雜的雕塑曲面時(shí)，三角剖分可能產(chǎn)生大量的三角片，這會(huì)大大影響算法的效率。而另一算法則用來(lái)處理多面體環(huán)境的碰撞檢測(cè)。

胡忠泉［35］等人結(jié)合車削仿真加工的特點(diǎn)，把三維實(shí)體間的碰撞檢測(cè)簡(jiǎn)化為二維多邊形之間的碰撞檢測(cè)，即將兩物體間的檢測(cè)變成平面內(nèi)多邊形間的重疊性檢測(cè)。只要生成部件實(shí)體模型的多邊形之間沒(méi)有重疊現(xiàn)象，則兩個(gè)實(shí)體之間就不會(huì)存在碰撞干涉;反之則一定存在碰撞干涉。王占禮［36］等人采用基于固定時(shí)間段的碰撞檢測(cè)方法，在每隔Δt時(shí)間段，刀具從L1點(diǎn)移到L2點(diǎn)，構(gòu)造刀尖頂點(diǎn)L2與工件軸線形成的加工平面，分別與夾具體、工件體和刀具體相交，構(gòu)成三個(gè)切割平面，即夾具切面、工件切面和刀具切面。根據(jù)碰撞分類，選擇判斷刀具切面與工件切面或夾具切面是否相交，推斷碰撞是否發(fā)生。

6 仿真系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

盡管目前數(shù)控加工仿真的研究取得了一定成果，但總體技術(shù)與理想還有很大的差距，需要在今后進(jìn)一步研究。今后的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在:

（1）CAD/CAM/CAE/CAPP的集成化程度將不斷提高，從幾何仿真到幾何+物理仿真將是今后的發(fā)展趨勢(shì)?？紤]切削參數(shù)、切削力及其他物理因素影響工件在加工過(guò)程中的受力、變形等，有限元分析將為物理仿真提供理論基礎(chǔ);

（2）仿真系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。結(jié)合并行處理、人工智能、知識(shí)庫(kù)和專家系統(tǒng)等技術(shù)，開(kāi)發(fā)具有高智能的數(shù)控仿真系統(tǒng);

（3）仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。能夠與上層的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與共享，與CAD/CAM/PDM/ERP等系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫集成，能夠支持基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程數(shù)控服務(wù)，包括遠(yuǎn)程在線編程、遠(yuǎn)程數(shù)控加工仿真、遠(yuǎn)程加工監(jiān)測(cè)等;

（4）仿真系統(tǒng)功能的完整性。包括基本的機(jī)床操作、程序編制、NC程序驗(yàn)證、刀具庫(kù)、工件庫(kù)、工件虛擬裝夾、工件質(zhì)量檢測(cè)、機(jī)床通訊和二次開(kāi)發(fā)接口等;

（5）檢驗(yàn)仿真效果的優(yōu)劣——仿真的評(píng)價(jià)體系的研究，是一種評(píng)估手段對(duì)仿真效果進(jìn)行檢驗(yàn)，這也是目前預(yù)感亟需研究解決的問(wèn)題。

［1］楊胡坤．多坐標(biāo)數(shù)控仿真技術(shù)研究［D］．大慶:大慶石油學(xué)院，2005．

［2］戴寧．基于實(shí)體布爾運(yùn)算的數(shù)控車削仿真系統(tǒng)高級(jí)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)［D］．南京:南京航空航天大學(xué)，2003．

［3］馬騁．?dāng)?shù)控車床加工仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］．濟(jì)南:山東大學(xué)，2007．

［4］寥德崗．開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究及其發(fā)展現(xiàn)狀［J］．機(jī)械，1999（3）:13－15．

［5］劉軍，高曉莉，馬燕如，等．軸類零件NC自動(dòng)編程及加工仿真系統(tǒng)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2007（5）:82－83．

［6］張承瑞，單誠(chéng)．?dāng)?shù)控G代碼解釋器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．山東大學(xué)學(xué)報(bào):工學(xué)版，2002，20（6）:566 －568．

［7］南雁．基于虛擬數(shù)控加工的NC代碼翻譯［D］．西安:西北工業(yè)大學(xué)，2005．

［8］任松濤，秦現(xiàn)生，白晶．NC代碼解釋器的開(kāi)發(fā)［J］．中國(guó)制造業(yè)信息化，2007，36（5）:54 －57．

［9］甘明，袁正萍，林桂清．基于WinCE嵌入式數(shù)控系統(tǒng)NC代碼解釋器的設(shè)計(jì)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009（11）:72－74．

［10］張慶，姚錫凡．一種開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)NC代碼解釋器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2010（2）:59－61，65．

［11］王尚斌，李家霽，王品，等．虛擬數(shù)控加工中NC代碼解釋技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009（2）:77－80．

［12］伍抗逆，李斌，陳吉紅．面向開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的 NC代碼解釋器開(kāi)發(fā)［J］．中國(guó)機(jī)械工程，2006，17（2）:168 －171．

［13］單東日，高立營(yíng)，陳向東，等．面向差分插補(bǔ)數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)的NC代碼解釋器開(kāi)發(fā)［J］．制造技術(shù)與機(jī)床，2008（12）:81－84．

［14］范守文，黃大貴．?dāng)?shù)控轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床NC自動(dòng)編程研究［J］．電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，26（5）:515 －518．

［15］王述洋．線切割與鏤銑圖形的CNC自動(dòng)編程及虛擬加工技術(shù)研究［J］．林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2001，29（12）:11 －15．

［16］金宇松，李蓓智，王慶霞．基于典型工藝的NC自動(dòng)編程工具［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2004（8）:1－2，5．

［17］劉軍，高曉莉，馬燕如，等．軸類零件NC自動(dòng)編程及加工仿真系統(tǒng)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2007（5）:82 －83，87．

［18］馬立新．基于虛擬環(huán)境的數(shù)控仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)［D］．保定:華北電力大學(xué)，2007．

［19］馬銀戌，嚴(yán)忠．基于VB和OpenGL的數(shù)控車削仿真系統(tǒng)研究［J］．機(jī)械工程師，2008（8）:43－44．

［20］張化楠，葉伯生，陽(yáng)道善．?dāng)?shù)控銑床加工真實(shí)感仿真的實(shí)現(xiàn)［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù)，2001（10）:5－7．

［21］Jaler V，Lar R W H，Green M．Real－ time multi－ resolution modeling for complex virtual environments［M］．In:Proc VRST96，Hongkong，1996，109 －118．

［22］王吉林．?dāng)?shù)控機(jī)床虛擬仿真軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．煤炭技術(shù)，2010，29（5）:28 －30．

［23］盛亮，廖文和．實(shí)體數(shù)控車削仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究［J］．中國(guó)機(jī)械工程，2003，14（18）:1580 －1583．

［24］Lemeshewsky G P．Muhispeetral multisensor image fusion using wavelet transiorms［J］．Proc SPIE，1999，3716:214．

［25］Zhang Z，Blum R S．A categorization of muhiscaledecompositon－based image fusion schemes with a performance study for a digital camera application［J］．Proc of IEEE，1999，87（8）:l315．

［26］王鵬遠(yuǎn)，韓麗．三軸數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］．鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2009，24（6）:90 －92，103．

［27］蒲志新，古艷豐，李贏．基于OpenGL數(shù)控車削仿真的軟件實(shí)現(xiàn)［J］．機(jī)床電器，2004（2）:14 －16．

［28］曹文杰，胡德計(jì)，徐燕申．基于面向?qū)ο笤韺?shí)現(xiàn)數(shù)控車削仿真［J］．機(jī)電一體化，2001（1）:50 －52．

［29］駱勇駿，葉邦彥．基于數(shù)控加工工藝驗(yàn)證的仿真方法研究［J］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009（8）:99－104．

［30］覃中平，張煥國(guó)．確定凸多邊形平移時(shí)最初碰撞部位的最優(yōu)算法［J］．計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，1992，15（3）:171－177．

［31］David Baraff．Interactive simulation of solid rigid bodies［J］．IEEE Computer Graphics＆Applications，1995，15（5）:63 － 75．

［32］Cullev R K，Kempf K G．A collision detection algorithm based on velocty and distance boun d［C］．IEEE International Conference on Robotics and Automations Proceeding，1986．

［33］Hahn J K．Realistic animation of rigid bodies［J］．Computer Graphics，1988，22（4）:299 －308．

［34］Moore M，Wilhelms J．Collision detection and response for computer animation［J］．Computer Graphics，1988，22（4）:289 －298．

［35］胡忠泉，王龍山，王義強(qiáng)，等．三維車削仿真的碰撞檢測(cè)［J］．吉林大學(xué)學(xué)報(bào):工學(xué)版，2006，36（3）:95 －98．

［36］王占禮，杜爽，王堯．虛擬制造中的數(shù)控車削仿真加工［J］．電子機(jī)械工程，2006，22（2）:47 －49，63．