一种车床模拟系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车床模拟系统，尤其是一种计算机虚拟仿真车床运动系统。它包括车床模拟器操纵装置、传感器、数据采集系统、计算机等，传感器安装在车床模拟器操纵装置的溜板箱导轨、刀架的纵向移动导轨、尾座的移动导轨、主轴调速手柄、正反转手柄和进给运动的调速手柄上，传感器与数据采集系统相连，数据采集系统与计算机的串口相连。传感器检测车床模拟器操纵装置运动信号，将这些信号传输给数据采集系统，并按照通信协议将信号送给计算机，计算机调用机床动力学模型，实现车削场景的仿真。它可模拟车床的设计、使用与性能测试，缩短开发周期、降低开发成本。
【专利说明】一种车床模拟系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车床模拟系统，尤其是一种计算机虚拟仿真车床运动系统。
【背景技术】
[0002]长期以来，机床、汽车、医学、航空航天等行业一直迫切希望能够有一个集成环境来完成实物系统的实时仿真，并且可以通过一个便捷的GUI界面进行仿真过程的实时交互与仿真结果的实时观测。
[0003]鉴于以上需求，一些模拟系统相继出现，利用其可视化仿真系统的虚拟化特点，来模拟车床的设计、使用与性能测试，可以大大缩短开发周期、降低开发成本，因此研制开发可视化的车床仿真系统可填补该领域空白，具有迫切性和重大的现实意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就在于针对上述技术之不足，提供一种车床模拟系统，该系统通过计算机产生车床工作时的虚拟场景、音响效果和运动仿真，使操作者沉浸在虚拟操作环境中，根据虚拟环境提供的视觉、听觉、触觉感受，构想实际操作动作，体验、认识和学习现实世界中的车床操作，具有节能、安全、经济等优点。
[0005]本发明的技术方案是:一种车床模拟系统，其特征在于:包括车床模拟器操纵装置、传感器、数据采集系统、计算机等，传感器分别安装在车床模拟器操纵装置的溜板箱导轨、刀架的纵向移动导轨、尾座的移动导轨、主轴调速手柄、正反转手柄和进给运动的调速手柄上，传感器与数据采集系统相连，数据采集系统与计算机的串口相连。
[0006]本发明的有益效果是:通过传感器(直线位移传感器、角度位移传感器和霍尔传感器)可以检测车床模拟器操纵装置的溜板箱导轨、刀架的纵向移动导轨、尾座的移动导轨的直线位移，主轴调速手柄和进给运动的调速手柄的角度位移，正反转手柄的不同位置信号，并将这些信号传输给数据采集系统，对信号进行A/D转换、处理运算，并按照通信协议将信号送给计算机，计算机调用车床动力学模型和前一时刻车床模拟器运动姿态，计算得到虚拟机床在三维场景中的当前运动姿态，同时将机床模拟器的速度、位移、正反转、声效和视景中切削过程产生切屑等数据传给信息处理与控制电路，经过转换后，输出对应控制量来控制模拟器操纵装置的相应动作，并调用视景系统中视景处理模块，生成当前时刻的视景，通过显示器将视景画面实时地展现出来，实现车削场景的仿真。同时，调用声响合成模块，合成当前操作视景中反应切削力大小的运动声响，通过音箱播放出来。操作完毕后，可通过打印机打印出车床运动的有关数据及分析结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例进一步对本发明说明。
[0008]附图为本发明的结构框图。【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0010]如图所示，一种车床模拟系统，它包括车床模拟器操纵装置、传感器、数据采集系统、计算机等，传感器安装在车床模拟器操纵装置的溜板箱导轨、刀架的纵向移动导轨、尾座的移动导轨、主轴调速手柄、正反转手柄和进给运动的调速手柄上，传感器与数据采集系统相连，数据采集系统与计算机的串口相连。传感器(直线位移传感器、角度位移传感器和霍尔传感器)可以检测车床模拟器操纵装置的溜板箱导轨、刀架的纵向移动导轨、尾座的移动导轨的直线位移，主轴调速手柄和进给运动的调速手柄的角度位移，正反转手柄的不同位置信号，并将这些信号传输给数据采集系统，对信号进行A/D转换、处理运算，并按照通信协议将信号送给计算机，计算机调用车床动力学模型和前一时刻车床模拟器运动姿态，计算得到虚拟机床在三维场景中的当前运动姿态，同时将机床模拟器的速度、位移、正反转、声效和视景中切削过程产生切屑等数据传给信息处理与控制电路，经过转换后，输出对应控制量来控制模拟器操纵装置的相应动作，并调用视景系统中视景处理模块，生成当前时刻的视景，通过显示器将视景画面实时地展现出来，实现车削场景的仿真。同时，调用声响合成模块，合成当前操作视景中反应切削力大小的运动声响，通过音箱播放出来；操作完毕后，可通过打印机打印出车床运动的有关数据及分析结果。
【权利要求】
1.一种车床模拟系统，其特征在于:包括车床模拟器操纵装置、传感器、数据采集系统、计算机等，传感器安装在车床模拟器操纵装置的溜板箱导轨、刀架的纵向移动导轨、尾座的移动导轨、主轴调速手柄、正反转手柄和进给运动的调速手柄上，传感器与数据采集系统相连，数据采集系统与计算机的串口相连。
【文档编号】G06F9/455GK103793262SQ201410022769
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】付宏鸽, 赵伟行, 马亚冰, 孙成芃, 刘宏宇 申请人:北华航天工业学院