虛擬數控銑床三維模型的構建現以FANUC數控銑床系統為藍本，構建數控機床三維實體模型。雖然真正的數控銑床結構復雜，不可能完全復制，但建造的虛擬模型也必須體現出數控銑床的結構特點和主要組成單元，具體包括床身、銑刀、工件、主軸以及沿縱、橫向移動的工作臺等。為此，利用OpenGL提供的點、線、多邊形、圖像和位圖等圖元以及庫函數，并根據數控銑床各個部件的基本幾何形狀、材質、運動約束等條件，在提取它們共性的基礎上，建一個基類（CDraw3D），該類定義了三維模型的共性，例如光照、顏色、反射、緩存類型等。然后又在該類基礎上，派生出對應不同幾何圖形的新類，例如盤（CDisk）、圓臺（CCylinder）、球（CBall）、圖元（Cprimitive）等。先將床身、銑刀、工件、主軸和工作臺等模塊單獨繪制，并按照銑床結構上的邏輯關系把這些模塊集成起來，從而構建出數控銑床的三維實體模型，如所示為數控銑床實物圖片和虛擬三維模型。

　　構建上述三維虛擬數控銑床模型的主要程序框架如下：VoidCDrawmachineView：：DrawMConstruction{//繪制門glPushMatric：//壓入當前矩陣堆棧glTranslated（2000，f-135.0，f-1745.0f）；//當前矩陣乘上一個平移矩陣glRotated（8.4，f0.0，f1.0，f0.0f）；//當前矩陣乘上一個旋轉矩陣glScaled（1.5，f1.55，f1.5f）；//當前矩陣乘上一個放大矩陣MILLDoor；//繪制防護門glPopMatrix；//彈出當前矩陣堆棧//建立坐標軸glPushMatric；glTranslated（-50.0，f950.0，f0.0f）；glRotated（180.0，f0.0，f0.0，f1.0f）；MILLCoordinate；//繪制坐標軸glPopMatrix；//繪制數控銑床模型glPushMatric；glTranslated（-50.0，f0.0，f800.0f）；glRotated（80.0，f1.0，f0.0，f0.0f）；MILLMachinebody；//繪制數控銑床glPopMatrix；}數控銑床實物和虛擬模型可見，通過glPushMatrix與glPopMatrix一對矩陣堆棧操作函數和適當的幾何變換可以實現床身、銑刀、工件和工作臺等模塊間的相對位置和運動關系。同時，還要對其進行光照、材質、紋理以及反走樣等技術處理，使虛擬場景中的數控銑床更加逼真。虛擬數控銑床加工過程的實現21虛擬數控銑床加工系統的界面設計該虛擬數控銑床加工仿真系統擁有一個良好的人機交互界面，如所示為虛擬數控銑床操作面板。

　　界面主要由NC代碼編輯區（MDI）、虛擬操作面板和模擬顯示屏組成。本系統既可以從外部讀入NC代碼文件，也可以通過虛擬鍵盤修改讀入的文件或直接重新輸入NC代碼，然后進行保存并運行。虛擬操作面板具有與真實機床類似的按鈕、旋鈕、開關、指示燈及其他控制部件，用戶可以通過鼠標進行操作。在選定虛擬數控銑床操作面板了NC代碼程序、加工對象、刀具以及運行方式后便可以開始加工，顯示屏實時模擬出實際的加工過程，刀具沿著所要求的軌跡運動，毛坯體不斷被切削，直到加工程序結束，工件體被加工成合格零件。

　　虛擬數控銑床加工過程的實現數控銑床加工過程虛擬仿真實質上就是根據NC代碼程序的要求來完成刀具和工件之間的相對運動，這就要求對讀入的數控加工程序進行譯碼與診斷，形成用來控制銑床各部件協調運動的數據，并加以存儲。然后利用這些數據，改變刀具和工件模型之間的相對位置，從而實現了切削過程的模擬，所示為虛擬數控銑床加工過程演示圖。左邊是NC代碼編輯顯示區，右邊是虛擬加工顯示區，并且右邊顯示的工件輪廓與左邊區域中的數控加工程序相對應。

　　如所示工件輪廓對應的數控加工程序代碼如下：O2011N10G54M03S500；N20G90T0101G42；虛擬數控銑床加工過程演示圖N25Z0；N30G0X-10G0；N40G1X40；N50G3X80Y40I0J40；N60G1Y85；N70G3X75Y90I-5J0；N80G1X25；N90T0101；N100X0Y60；N105Y-10；N110G0Z0；N120M05；N130M02；%NC代碼程序決定了數控機床在虛擬加工顯示區的切削過程，即刀尖與工件在機床坐標系中相對位置的變化。本系統在機床絕對坐標系中，計算刀尖與工件相對位置的變量為g_vtTipWrk，它由刀尖主軸相對位置和刀尖工件相對位置共同確定。

　　結語本文通過OpenGL強大的三維顯示效果，基于VisualC開發環境，實現了對數控銑床的三維建模和零件虛擬加工過程的渲染效果，可以完成NC代碼程序到虛擬零件的仿真加工過程，并能夠清楚地觀察到刀具的切削狀態。而進一步的后續工作是基于上述虛擬加工仿真系統實現與真實機床的通信控制，并下載已驗證的數控加工程序，以便控制數控機床加工出合格的零件。同時，還可以對數控機床的精度和刀具的磨損進行標定和綜合評價，并核定零件的加工工時，以便于制造企業的車間調度與管理。經過不斷地改進與完善后，計劃將其產品化，并推向市場。