一种在铣削实时仿真中基于二叉树网格划分方法

成 建 群

(苏州健雄职业技术学院中德工程学院 江苏 太仓 215411)

0 引 言

铣削仿真就是利用计算机模拟铣刀沿着铣削轨迹与被加工工件(毛坯)之间的相对运动，实现对加工中铣刀移动、铣削等过程的监控和验证[1]。当前铣削仿真中几何模型主要有线框模型、图像空间模型、实体模型和离散矢量模型[2]。实体模型方法用数学模型描述几何体，保留了全部的数据，计算结果精确可控，可以进行旋转、缩放等几何变换和数据分析测量。但是实体模型在铣削仿真中求交计算量大，仿真速度慢。留量几何模型基于实体模型方法，以网格来模拟工件表面，通过网格Z方向(或矢量方向)的值来表示工件上留存的材料。仿真时，通过修改网格节点的Z值来模拟工件表面的变化，简称为Z-Map方法。该方法在车削[3]、磨削[4]和铣削[5-6]等仿真中得到了广泛的应用。

在留量几何模型中网络数量的多少直接关系到计算量的大小，占用内存的多少，响应速度的快慢。而实时仿真要求计算速度快、响应及时，同时占有内存空间小。在铣削仿真时，传统研究中绝大多数首先对工件整体进行网格划分，然后进行仿真计算。本文提出一种二叉树的网格表示方法，仅仅对需要铣削仿真的区域进行网格细分，快速响应仿真过程。

1 二叉树网格表示方法

三角形网格具有模型简单、仿真精度可控、实时性好、视角连续可变等优点，在加工仿真、虚拟加工领域应用广泛[7-9]。这里讨论的网格均是三角形网格。……