[發明專利]一種車床模擬系統

無效

• 申請號: 201410022769.3
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103793262A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 付宏鴿;趙偉行;馬亞冰;孫成芃;劉宏宇
• 申請（專利權）人: 北華航天工業學院
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F17/50;G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種車床模擬系統，尤其是一種計算機虛擬仿真車床運動系統。

背景技術

長期以來，機床、汽車、醫學、航空航天等行業一直迫切希望能夠有一個集成環境來完成實物系統的實時仿真，并且可以通過一個便捷的GUI界面進行仿真過程的實時交互與仿真結果的實時觀測。

鑒于以上需求，一些模擬系統相繼出現，利用其可視化仿真系統的虛擬化特點，來模擬車床的設計、使用與性能測試，可以大大縮短開發周期、降低開發成本，因此研制開發可視化的車床仿真系統可填補該領域空白，具有迫切性和重大的現實意義。

發明內容

本發明的目的就在于針對上述技術之不足，提供一種車床模擬系統，該系統通過計算機產生車床工作時的虛擬場景、音響效果和運動仿真，使操作者沉浸在虛擬操作環境中，根據虛擬環境提供的視覺、聽覺、觸覺感受，構想實際操作動作，體驗、認識和學習現實世界中的車床操作，具有節能、安全、經濟等優點。

本發明的技術方案是：一種車床模擬系統，其特征在于：包括車床模擬器操縱裝置、傳感器、數據采集系統、計算機等，傳感器分別安裝在車床模擬器操縱裝置的溜板箱導軌、刀架的縱向移動導軌、尾座的移動導軌、主軸調速手柄、正反轉手柄和進給運動的調速手柄上，傳感器與數據采集系統相連，數據采集系統與計算機的串口相連。

本發明的有益效果是：通過傳感器(直線位移傳感器、角度位移傳感器和霍爾傳感器)可以檢測車床模擬器操縱裝置的溜板箱導軌、刀架的縱向移動導軌、尾座的移動導軌的直線位移，主軸調速手柄和進給運動的調速手柄的角度位移，正反轉手柄的不同位置信號，并將這些信號傳輸給數據采集系統，對信號進行A/D轉換、處理運算，并按照通信協議將信號送給計算機，計算機調用車床動力學模型和前一時刻車床模擬器運動姿態，計算得到虛擬機床在三維場景中的當前運動姿態，同時將機床模擬器的速度、位移、正反轉、聲效和視景中切削過程產生切屑等數據傳給信息處理與控制電路，經過轉換后，輸出對應控制量來控制模擬器操縱裝置的相應動作，并調用視景系統中視景處理模塊，生成當前時刻的視景，通過顯示器將視景畫面實時地展現出來，實現車削場景的仿真。同時，調用聲響合成模塊，合成當前操作視景中反應切削力大小的運動聲響，通過音箱播放出來。操作完畢后，可通過打印機打印出車床運動的有關數據及分析結果。

附圖說明

下面結合附圖和實施例進一步對本發明說明。

附圖為本發明的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。

如圖所示，一種車床模擬系統，它包括車床模擬器操縱裝置、傳感器、數據采集系統、計算機等，傳感器安裝在車床模擬器操縱裝置的溜板箱導軌、刀架的縱向移動導軌、尾座的移動導軌、主軸調速手柄、正反轉手柄和進給運動的調速手柄上，傳感器與數據采集系統相連，數據采集系統與計算機的串口相連。傳感器(直線位移傳感器、角度位移傳感器和霍爾傳感器)可以檢測車床模擬器操縱裝置的溜板箱導軌、刀架的縱向移動導軌、尾座的移動導軌的直線位移，主軸調速手柄和進給運動的調速手柄的角度位移，正反轉手柄的不同位置信號，并將這些信號傳輸給數據采集系統，對信號進行A/D轉換、處理運算，并按照通信協議將信號送給計算機，計算機調用車床動力學模型和前一時刻車床模擬器運動姿態，計算得到虛擬機床在三維場景中的當前運動姿態，同時將機床模擬器的速度、位移、正反轉、聲效和視景中切削過程產生切屑等數據傳給信息處理與控制電路，經過轉換后，輸出對應控制量來控制模擬器操縱裝置的相應動作，并調用視景系統中視景處理模塊，生成當前時刻的視景，通過顯示器將視景畫面實時地展現出來，實現車削場景的仿真。同時，調用聲響合成模塊，合成當前操作視景中反應切削力大小的運動聲響，通過音箱播放出來；操作完畢后，可通過打印機打印出車床運動的有關數據及分析結果。