数控系统的发展趋势对开放式控制器人机交互界面系统HMI提出了越来越高的要求,数控加工过程中的刀具轨迹显示系统已经成为数控HMI系统的重要组成部分,本文以此为背景,研究与开发数控铣削加工过程的三维动态几何实时显示的系统原型。本文对数控加工显示过程的相关技术进行了研究,其具体内容主要包括以下几个方面:1.本文采用扩展的八叉树模型对毛坯进行建模,实现了边界模型向扩展八叉树模型的转换算法,对每个扩展八叉树结点的表面进行离散从而实现毛坯的绘制;然后根据刀具的运动轨迹生成刀具扫描体的边界模型。并在上面所述模型的基础上实现刀具扫描体切削毛坯的算法。2.根据每次切削后得到的数据,利用OpenGL进行图形的渲染,实现数控加工过程的实时动态显示。由于每个八叉树结点所包含的数据量很大,本文还实现了局部刷新算法,并结合OpenGL的双缓存技术和显示列表技术,大幅度提高了图形数据处理和刷新速度,保证了每帧数据图形绘制的连续性和完整性。3.实现PC机和数控装置的通信,并根据上述理论开发出基于3D的数控刀具轨迹显示原型系统。