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 數(shù)控機床加工仿真系統(tǒng)以其逼真、實用、價格便宜、使用方便等優(yōu)點,在企業(yè)生產(chǎn)和學(xué)校教學(xué)中，發(fā)揮著越來越重要的作用。本文以數(shù)控車床為研究對象，探討了數(shù)控車削仿真系統(tǒng)的開發(fā)方法及其關(guān)鍵技術(shù)，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)與實體建模理論為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機圖形技術(shù)，開發(fā)了基于NC代碼的三維實體數(shù)控車削加工仿真系統(tǒng)。本文主要從以下幾個方面進行了深入的研究。

1、系統(tǒng)采用FANUC 0i系統(tǒng)標(biāo)準控制面板和系統(tǒng)面板作為用戶界面，使仿真系統(tǒng)具有很強的真實感和實用性。

2、為了實現(xiàn)對數(shù)控車床的表達、顯示和運動處理，在對數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)和運動特點進行分析的基礎(chǔ)上，采用模塊化與層次化思想的建模方法，將機床分解成零部件，組成機床的多級裝配樹，建立了機床幾何模型和運動模型。

3、采用圖形功能強大的3ds max軟件對數(shù)控車床、刀架、刀具進行三維建模，并以O(shè)penGL為圖形接口將其導(dǎo)入仿真系統(tǒng);對于實時性、尺寸精度要求高的工件以及加工過程的動態(tài)仿真，則直接采用OpenGL本身強大的圖形處理技術(shù)和雙緩存動態(tài)技術(shù)來處理，其中的工件采用細分的方法來建立模型，以避免材料在切除過程中的毛坯對刀具掃掠體耗時的布爾運算。這樣既保證了逼真的實體模型，又節(jié)省了計算機資源,從而提高了系統(tǒng)的運行速度。

4、研究NC程序代碼的分析處理方法和編譯原理，并結(jié)合FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的編程規(guī)范,設(shè)計了虛擬數(shù)控系統(tǒng)的NC程序代碼編譯器，實現(xiàn)了NC指令的插補算法。在NC代碼編譯過程中，設(shè)計了NC程序的工藝參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，利用工藝參數(shù)庫中的數(shù)據(jù)與NC程序中工藝參數(shù)進行比較，對NC程序中不合理的工藝參數(shù)提出優(yōu)化建議。

5、在分析刀具特點的基礎(chǔ)上，利用Microsoft Active Data Objects (ADO)數(shù)控庫知識,實現(xiàn)了對刀具的管理功能，能夠快速完成對刀具的查找、編輯、添加和刪除。