面向数字孪生的多轴数控机床建模及实时可视化仿真

孟博洋, 孙文星, 岳彩旭, 朱同洁, 付子珍, 刘献礼

doi:10.15938/j.jhust.2025.01.015

哈尔滨理工大学学报 ›› 2025, Vol. 30 ›› Issue (01) : 148 -156. DOI: 10.15938/j.jhust.2025.01.015

面向数字孪生的多轴数控机床建模及实时可视化仿真

孟博洋, 孙文星, 岳彩旭, 朱同洁, 付子珍, 刘献礼

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摘要

数字孪生作为智能制造的核心引擎，在虚拟仿真及加工可视化领域潜力巨大。然而，传统的离线数字孪生建模方法保真度依赖于预设参数的准确性，仿真结果与物理实体同步性差。针对此类问题提出了一种面向实时仿真的多轴机床数字孪生建模方法，通过理论层级架构设计及加工交互行为运动学推导，构建实时数据驱动的机床数字孪生模型。结合机床OPC UA数据通信方法与UE5引擎驱动的切削过程仿真方法，构造加工表面粗糙度-材质颜色实时可视化映射模型，实现真实加工过程的高保真度仿真及加工实时可视化。最后以VMC-C50摇篮式五轴加工中心为案例搭建机床数字孪生平台，验证了数字孪生模型的成熟度与实时仿真过程的可靠性。