數(shù)控加工仿真技術精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控加工仿真技術范文

關鍵詞：數(shù)控加工；仿真技術；VERICUT；系統(tǒng)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.221

0 引言

在近五年的時間里，網商得到巨大的發(fā)展，消費個性化需求也成為了各個生產廠家所競相搶占的資源。在未來的時間里，廠家只有不斷強化對技術的應用，才能對產品的制作周期、精密度以及外觀等方面進行優(yōu)化，才能最終實現(xiàn)對競爭力的強化。仿真技術可謂是近年來最受青睞的技術，其代表著數(shù)控技術對虛擬仿真的應用，實現(xiàn)數(shù)控加工技能培訓的質效提升。對于制造業(yè)而言，雖然可以借助計算機對設計和制造進行輔助，但是三維環(huán)境下的刀具運動和加工軌跡還是需要仿真技術的再現(xiàn)。在通過計算之后對刀具的運行軌跡進行控制，并以此生成相應的數(shù)控機床科技識別的代碼，在VERICUT系統(tǒng)和仿真軟件的支持下進行模擬，在仿真的加工環(huán)境中呈現(xiàn)。這樣一來，產品的加工效率便得到了相應的提升，對于研發(fā)和制造周期都有不小的助力，對于企業(yè)而言更是綜合競爭力的體現(xiàn)。

1 數(shù)控加工方針技術在當今的研究現(xiàn)狀

21世紀的數(shù)控技術受到全球化的推動，其發(fā)展速率不斷提升，制造業(yè)在數(shù)控技術上的依賴性也不斷增加，成為決定行業(yè)發(fā)展的重要技術。對于數(shù)控技術而言，正確性的最大化也成為了技術發(fā)展的方向，雖然通過利用容易切削的材料來替換作業(yè)器具進行試切，但是也使得加工指令的檢驗變得更加充分。同時，也有不少的方法得以應用。例如：軌跡顯示法，借助劃針和筆替代刀具，以色版或者紙對刀具軌跡進行二維圖的呈現(xiàn)，是簡單的真模擬過程。

然而這類方法的應用也存在不少的局限性，尤其是對人力、物力以及時間的消耗，使得生產成本的壓力變得更大，而且生產周期也變得無法把握。據(jù)此，研究者在不斷的摸索研究后，通過計算機對仿真模擬技術進行更大程度的革新，不僅實現(xiàn)試切情境的模型化、仿真計算及圖形顯示等，也將模型模擬推向更加精密和方針的高度。這樣一來，企業(yè)的資源得到了較大程度的節(jié)約，同時也使得其他項目的生產和收益得到了真正的改善。

從目前的數(shù)控加工仿真模擬的技術研究來看，方向和重點主要針對刀具軌跡展開的，仿真模擬效果也得可喜的進步。然而，現(xiàn)階段的成果與希望值還存在一定的差距，在未來仍需要對機床加工采取進一步的研發(fā)，才能對機床加工階段的刀具過切、刀具及夾具與機床之間的磨損度進行實時監(jiān)測。與此同時，機床加工成效的預估也是重要的參考因素，因此，需要對刀具加工進行優(yōu)化，最終確保產品質量與零件加工效率與機床的利用率等等。

2 VERICUT仿真技術系統(tǒng)的介紹

2.1 VERICUT系統(tǒng)

從目前的實際應用狀況來看，VERICUT系統(tǒng)在全球范圍內具有相對廣泛的應用。該系統(tǒng)具有兩方面的優(yōu)勢，其一是能夠對數(shù)控代碼的查證步驟進行模擬；其二是能夠較大程度地增加數(shù)控材料的切削效率。該VERICUT系統(tǒng)工作原理是對數(shù)控加工的軌跡代碼進行模擬，并借此將其在計算機上進行呈現(xiàn)，為刀具軌跡精度的檢測提供了有效的平臺，更對設計師的設計標準和要求進行了根本的滿足。但是在運行的準備階段，需要對系統(tǒng)進行故障診斷、改進和調整，確保仿真系統(tǒng)可以發(fā)揮應有的技術效果。

2.2 VERICUT Machine Simulation系統(tǒng)

VERICUT Machine Simulation作為目前功能性最完備的數(shù)控加工仿真模擬系統(tǒng)，能夠最大限度地再現(xiàn)機床運行過程中的具體狀況，其效果較大程度地滿足了人們期望。然而，對于這一系統(tǒng)的運行最重要的便是能夠對識別數(shù)控代碼文件進行識別，并結合G-代碼開展模擬加工的環(huán)節(jié)。對于實際運行的仿真系統(tǒng)而言， VERICUT軟件首先需要和機床進行綁定，才能在使用過程中模擬機床的運用軌跡及其他具體狀況，確保數(shù)控加工階段的錯誤和問題可以被檢驗出，并加以改正，全面提高數(shù)控加工的質效水平。

3 數(shù)控加工中仿真技術的應用

從數(shù)控技術具體狀況來看，工藝路線已經成為了編制的重點，刀具和加工參數(shù)也成為了整個工藝水平確定的重中之重。即使是相同路線的狀況，在不同的參數(shù)水平和刀具規(guī)格下，對于具體工作的效率和零件質量均具有較大的影響。因此，在生產過程中，無論是復雜程度和加工種類差別，均需要慎重選擇合適的刀具，這也成為了整個零件加工工藝的難點，產生的作用至關重要。

從現(xiàn)階段的虛擬加工技術應用來看，雖然可以滿足對數(shù)控代碼的驗證，也能滿足對整個工藝路線的合理性和正確性的驗證，但是最終卻只能對道具和參數(shù)的選擇進行定性分析。這樣就需要結合其他軟件能進行相關定量分析的軟件，例如VERICUT軟件。該軟件的優(yōu)勢在于能夠開展自動化對比工作，而且通過零件加工過程的控制，能夠幫助工作人員進行更高效和準確的刀具確定。同時，也能夠通過具體條件開展虛擬驗證工作，對于運行過程中可能出現(xiàn)的潛在危險因子進行分析，并對工藝方案進行優(yōu)化。隨著時間的推移，也有不少的仿真軟件能夠對數(shù)控加工階段進行整體的仿真與模擬，這使得程序調控所需的時間和資源得到了有效節(jié)約，對于制造業(yè)的發(fā)展有了很大程度的推動。

4 結束語

數(shù)控加工仿真技術的迅猛發(fā)展使得復雜的零件加工質效水平有了很大程度的提升，同時也使得調試階段的廢品成本得到了極大的降低，更有效地解決了程序錯誤更機床和工件帶來的損傷問題。但是，該項技術的發(fā)展仍需要對產品的物理現(xiàn)象和規(guī)律進行深入的研究，才能更大程度地發(fā)揮仿真技術優(yōu)勢，最終使得數(shù)控加工的精度、質量、生產周期以及效率得到更大的提升。

參考文獻：

[1]武珍平.數(shù)控加工中仿真技術的應用[J].品牌（下半月），2015（01）：195.

第2篇：數(shù)控加工仿真技術范文

關鍵詞：數(shù)控加工機械；仿真軟件；教學應用；技能型人才

數(shù)控加工技術在國民經濟的快速發(fā)展中起著基礎性的作用，數(shù)控加工技術是現(xiàn)代社會工業(yè)化發(fā)展的重要標志，數(shù)控加工技術水平的高低對國家經濟發(fā)展力及綜合國力的提高起著重要作用。在當前數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，仍然存在著比較明顯的問題，特別是在人才培養(yǎng)的過程中，缺乏實踐性的探索，缺乏專業(yè)化的延伸。這就容易造成數(shù)控專業(yè)的學生無法適應社會發(fā)展的需求，無法迎合企業(yè)發(fā)展的崗位要求。因此，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，探索利用數(shù)控加工機械仿真軟件，讓學生在理論學習的基礎上進行更加深入、更加現(xiàn)實的實踐模擬操作，既能夠培養(yǎng)學生科學的實踐素養(yǎng)，能夠保障數(shù)控專業(yè)的發(fā)展更加科學，更加符合時代潮流與特點。

一數(shù)控加工機械仿真軟件的教學作用分析

數(shù)控加工機械仿真軟件是一種非?？茖W、非常先進的教學軟件，依托于其模擬化的特點，能夠讓學生在理論學習的基礎上，進入模擬工廠進行實踐操作。從這方面來講，數(shù)控加工機械仿真軟件在教學實踐中具有非常重要的現(xiàn)實作用。

（一）數(shù)控加工機械仿真軟件的作用分析

在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，數(shù)控加工機械仿真軟件具有非常重要的作用。具體表現(xiàn)在以下方面：首先，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，積極利用仿真軟件可以達到模擬化的教學作用，以便引導學生積極將所學理論知識運用到實踐操作中。同時，這種模擬化的操作具有非常強的實踐性，基本可以模擬工廠數(shù)控加工的流程，這也有助于學生更加科學、更加規(guī)范化地進行數(shù)控專業(yè)的學習，滿足社會發(fā)展的需求。其次，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，仿真軟件能夠支持多種數(shù)控系統(tǒng)設定，這對于豐富教學實踐性具有非常重要的作用。在數(shù)控專業(yè)的教學過程中，利用仿真軟件可以實現(xiàn)更加精細化的教學演示。同時，仿真軟件中還存在糾錯系統(tǒng)，一旦學生操作不當或者操作方法不科學等，會及時提示學生進行糾正，并逐步改良操作方法。這本身有助于培養(yǎng)學生的科學實踐精神，有助于深化學生的理論素養(yǎng)。此外，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，仿真軟件的安全性非常高，可以極大程度地保障學生的實踐安全。同時，仿真軟件的重復利用率非常高，可以極大程度地節(jié)省教學資源，實現(xiàn)教學資源利用的最大化[1]。最后，數(shù)控專業(yè)教學實踐中，利用數(shù)控加工機械仿真軟件可以實現(xiàn)集約化地實習實踐。仿真軟件對于場地的需求比較低，占用面積也比較小，便于集中進行實踐。

（二）幾何仿真在數(shù)控專業(yè)教學中的應用

無論是普通高等院校還是職業(yè)院校，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，都應該充分利用這些仿真軟件來提升教學的實踐性，來培養(yǎng)符合社會發(fā)展需求的專業(yè)型、技能型人才。當前數(shù)控加工機械仿真軟件的種類是比較豐富的，其教學應用的側重點也存在區(qū)別，當前教學實踐中，幾何仿真是利用率最高的仿真軟件。這種仿真軟件在發(fā)揮作用的過程中，是依托于計算機來實現(xiàn)的。通過計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)對仿真軟件系統(tǒng)的模擬及動態(tài)化的操作與演進，對數(shù)控機床的各種坐標、刀具運動的軌跡、規(guī)律以及對毛坯的切削過程進行模擬，最終完成三維實體模型的加工。這種仿真軟件在教學實踐中具有非常關鍵的作用，利用這種仿真軟件，既可以依托于計算機系統(tǒng)對數(shù)控加工的各個流程精密化，科學化，同時也能夠確保各類參數(shù)的嚴謹性，在加工作業(yè)完畢后，還可以通過反饋系統(tǒng)來實時反饋切削成果及存在問題。這些基礎，便于學生在實踐操作中更加具象、立體地進行數(shù)控操作[2]。此外，利用這種仿真軟件，還能夠及時發(fā)現(xiàn)刀具在切削作業(yè)中存在的不合理性，以及實現(xiàn)模擬化的教學成果檢驗，精準評判學生操作的準確性與否。

二數(shù)控加工機械仿真軟件在教學中的應用

幾何仿真是當前數(shù)控專業(yè)教學實踐中應用比較廣泛的仿真軟件，各個模塊都可以加以利用。不同模塊的教學作用各有不同，在教學實踐中應該區(qū)別對待，綜合使用。

（一）基礎模塊

在這種仿真軟件中，這一模塊利用主要的側重點在于幫助學生從理論知識過渡到實踐訓練中。對于剛剛接觸數(shù)控專業(yè)的低年級學生來講，理論素養(yǎng)并不完善且系統(tǒng)，這就需要學生從簡單的模擬操作入手來檢驗自身的理論知識。因此，仿真軟件中的基礎模塊，可以充分幫助學生連洽理論知識與實踐能力之間的關聯(lián)。這種模塊主要基于FANUC數(shù)控加工軟件而進行科學的編程，以幫助學生了解車床、加工等基礎能力。可以滿足一些低年級的或者理論知識相對單薄的學生，強化這部分群體的理論素養(yǎng)，來培養(yǎng)這部分群體的實踐能力。

（二）提高模塊

在數(shù)控專業(yè)教學中，當學生的數(shù)控專業(yè)知識達到一定的水平和高度后，通過仿真軟件中的提高模塊，則能夠進一步提升學生的專業(yè)素養(yǎng)，進一步引導學生積極將理論知識應用到模擬演練中，以綜合性地提升學生的實踐應用能力。在教學實踐中，提高模塊的利用重點在于幫助學生理解和認知三種機床的使用情況，編程方法及應用特點。在此基礎上，學生可以在模擬演練中，自行來利用仿真軟件進行編程訓練，以更好地、更加科學地進行實踐訓練?？梢?，仿真軟件中的這一模塊，旨在提升學生的實踐應用能力。在這種模塊應用中，學生需要結合教師的講解與分析，結合自身的模擬訓練來進行科學的編程，掌握編程的方法，以便能夠自行利用仿真軟件，自行進行數(shù)控加工技術的編程。

（三）拓展模塊

不同的數(shù)控加工技術需要依賴于不同的加工軟件。因為學生在畢業(yè)后，可能面臨不同類型的軟件，若學生在校期間，未能夠掌握不同軟件的操作能力，便降低了學生的就業(yè)面。因此，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，利用仿真軟件的拓展模塊，可以綜合性地豐富學生的軟件知識，了解不同軟件的差異，精準掌握不同軟件的操作方法和技能。在教學實踐中，教師結合學生對不同軟件的掌握程度來進行相對應的模擬訓練，結合學生的模擬訓練結果進行評析與點評，幫助學生找出問題的來源，提升教學的針對性。通過教師針對性的教學詳解，能夠讓學生理解并認知不同的仿真軟件，并掌握這些仿真軟件相對差異化的編程方法[3]。待講解結束后，教師還應該布置教學任務，引導學生積極訓練編程能力，積極反饋教學成果。

（四）仿真流程

在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，仿真流程是非常關鍵的，科學化、簡易化、便捷性的仿真流程既能夠提升教學效率，也能夠引導學生快速掌握仿真軟件的利用能力及編程能力。因此，在教學實踐中，教師應該引導學生結合教學任務的差異來進行仿真流程的優(yōu)化。在此基礎上，結合任務進行仿真模型的創(chuàng)建，為了幫助學生形成正確的實踐認知，仿真模型的創(chuàng)建必須符合當前工廠環(huán)境，必須貼合當前數(shù)控加工技術的實踐應用，只有這樣才能科學性的提升學生的數(shù)控加工技術水平。同時，在仿真模型的創(chuàng)建過程中，要對加工的精密度、精確性以及可能存在影響的因素進行全面的分析與研判，培養(yǎng)學生全面檢查、科學實踐的精神。此外，還應該優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的工序及檢驗，從加工刀具、加工零部件、核心元件等都應該著重調整，以優(yōu)化其參數(shù)。

三總結

數(shù)控加工技術是國民經濟快速發(fā)展的保障，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，積極利用數(shù)控加工機械仿真軟件，能夠提升數(shù)控專業(yè)的教學實踐性，能夠綜合性地培養(yǎng)學生的操作能力和崗位素養(yǎng)。因此，在數(shù)控專業(yè)的教學實踐中，應該結合不同的教學側重點，著重利用好仿真軟件中的各個模塊，以提升教學實踐性和針對性。

參考文獻

[1]徐建.數(shù)控加工機械仿真軟件的教學應用[J].職業(yè),2015,(03):144.

[2]安榮,張信群.數(shù)控加工仿真技術在實訓教學中的應用[J].吉林工程技術師范學院學報,2012,28(04):67-70.

第3篇：數(shù)控加工仿真技術范文

[關鍵詞]UG；Verlcut；多軸加工；仿真加工

中圖分類號:TG669 文獻標識號:A文章編號:2306-1499(2014)07-0183-01

1.基于UG軟件的多軸加工編程Verlcut軟件

UG NX（國內簡稱UG，原名，Unigraphics）是一個由西門子UGS PLM軟件開發(fā)，集CAD/CAE/CAM于一體的產品生命周期管理軟件。由于其強大的數(shù)控編程功能，使其在國內數(shù)控編程軟件中占據(jù)主導地位。其CAM模塊中的Planar Milling、Cavity Milling、Fixed Axis Milling、Variable Axis Milling、Sequential Milling和Point to Point等加工操作為數(shù)控銑削加工編程提供了良好的解決方案。特別其靈活、方便的刀路驅動方法和刀軸控制方法使得多軸加工編程變得容易。

VERICUT模塊，UG NX等CAM軟件有VERICUT軟件接口，這些CAM軟件通過與VERICUT軟件接口無縫連接的配置，可實現(xiàn)CAD/CAM與NC程序驗證一體化運作，自動進行工件參數(shù)、刀具參數(shù)等數(shù)據(jù)的傳送，因此避免了二次輸入這些信息時人為的出錯及重復的工作，使得設置、仿真及NX程序的優(yōu)化等操作更加簡單有效。

本文通過FANUC series 0i MD和UG NX加工操作，完成了風力驅動器―葉輪軸零件的葉輪部分多軸加工編程。其中半精、精加工采用了Mill-contour加工操作，方法一：利用常用的NX、CAD軟件來完成3D建模，通過數(shù)據(jù)轉換方式導入到Vericut環(huán)境中進行操作，此種方式不受軟件限制，可建立任意復雜的機床模型，但要求在CAD軟件建模時設置好坐標系。

方法二：在Vericut環(huán)境中，選擇File>New Project>Millimeter菜單命令，新建用戶文件。

2.零件仿真加工

2.1 Vericut軟件與UG軟件的鏈接

接口的配置分為兩種：一種是直接利用Vericut軟件提供的批處理文件（.bat），運行UG軟件；另一種是使用NX open api二次開發(fā)配置原理，配置環(huán)境變量，打開UG時，接口會加入到UG菜單中。由于第一種方式操作簡單，且無須配置環(huán)境變量。本文使用此方法實現(xiàn)Vericut與UG的鏈接，直接運行Vericut安裝目錄“┄\cgtech70\windows\commands”下的“nx6.bat”文件即可。

2.2 仿真加工參數(shù)設定

啟動UG軟件都，在加工模塊中選擇工具欄的Vericut圖標按鈕即可啟動仿真加工參數(shù)設定窗口，組建拓撲組件樹如圖1、圖2所示。

圖1拓撲結構圖2組建機床

2.3機床加工過程仿真

使用VER ICUT 進行機床加工過程仿真, 不但能用彩色的三維圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程, 還能逼真的顯示刀具、夾具、機床的運行過程和虛擬的工廠環(huán)境, 其操作過程如下。

(1)在VERICUT 中打開機床模型, 在ModelingW indow中, 設置毛坯大小及形狀。

(2)打開Setup4 Control4 Open, 設置Shortcut=CGTECH-L IBRARY, 選擇fan150mi 1ctl控制文件。

(3)在T oolM anageW indow中添加已建立的刀具庫。

(4)Setup4 Toolpath調入加工程序, 在Toolpath Window中, 設置Toolpath Type 和Tool Change By選項, 添加相應的刀軌文件, 作為NC驅動程序。

(5)在VERICUT 主窗口中, 點擊右下角的Reset按鈕, 再點擊P lay to End按鈕, 運行加工過程的仿真, 仿真結果如圖3所示。

圖3零件仿真加工

3.結論

本文通過利用UG軟件完成風力驅動器―葉輪軸零件的葉輪部分多軸加工編程，利用Vericut系統(tǒng)完成了四軸加工中心的仿真系統(tǒng)開發(fā)，并實現(xiàn)機床加工結果對比，驗證了本系統(tǒng)的正確性和有效性。使用該方法可以縮減程序編制與調試的時間，降低生產成本，還可以節(jié)省加工設備和現(xiàn)實資源的消耗，對相企業(yè)有很好的借鑒意義。

參考文獻

[1]張惠林, 軒繼花.基于VERICUT 的五軸聯(lián)動數(shù)控加工仿真[J].現(xiàn)代制造工程, 2006（7）.

[2]李建剛,俞春華,王琳.基于VERICUT非圓齒輪磨齒虛擬加工研究[J].機械傳動,2010（2）.

第4篇：數(shù)控加工仿真技術范文

關鍵詞：加工中心 軌跡仿真 實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）008-190-02

1 引言

數(shù)控技術及裝備，是發(fā)展高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)的基本技能技術和最基本的裝備。隨著我國由“制造大國”向“制造強國”的轉型，數(shù)控加工中心在先進制造技術領域中得到了越來越廣泛的應用，社會對高素質技術人才的需求也不斷發(fā)生變化。了解先進制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀，掌握先進制造裝備的編程、軌跡仿真和加工技術原理將成為工科院校畢業(yè)生所必備的專業(yè)知識。

2 數(shù)控加工中心實踐教學現(xiàn)狀

美國的高校一直以來都對實踐教育給予了足夠的重視，在全面開展系統(tǒng)化的理論課程同時，倡導開放型與實踐性，讓學生通過實踐提高創(chuàng)新能力。國內高校也深刻地認識到人才市場需求的變化，加大投入購買了一些先進的加工中心設備。加工中心作為數(shù)控技術發(fā)展的終端，具備提高學生掌握更加復雜的數(shù)控加工工藝、加工能力和編程方法，進一步了解更先進的數(shù)控設備和制造技術發(fā)展趨勢的優(yōu)勢。然而，加工中心在國內高校的實踐教學中卻未能起到其應有的作用，主要問題在于：（1）設備昂貴，維護成本高。現(xiàn)行的實踐教學方式需要多臺加工中心設備才能達到教學效果，而目前三軸的加工中心動輒百萬以上，使的大部分教學單位無力承擔。（2）人均占有設備數(shù)少。雖然國內很多高校都引進了加工中心，但大多未形成設備群，單一種類至多1-2臺，對于每個班級至少20人進行實踐教學則無法實現(xiàn)。（3）操作安全性差。加工中心操作復雜程度高，學生實際操作經驗不足，出現(xiàn)誤操作的可能性大，對于人身和設備都存在安全隱患。

這些問題使得加工中心在工程訓練實踐教學中受到限制，如何在工程訓練實訓中擴展加工中心的實踐課程、利用現(xiàn)有資源突破加工中心教學課程的瓶頸，使學生了解更先進的數(shù)控設備和制造技術的發(fā)展趨勢，掌握更加復雜的數(shù)控加工工藝、加工能力和編程方法，成為工科院校實踐教學亟待解決的問題。

3 軌跡仿真在數(shù)控加工中心實踐教學中的應用模式

加工中心實訓的目的是使學生在機械類課程學習和數(shù)控加工實訓的基礎上，進一步鍛煉學生的先進加工技能、機械加工中工藝規(guī)程制定、程序編制、切削工藝性、刀具種類等綜合專業(yè)知識。本文擬充分利用工程訓練中心現(xiàn)有的4套美國HASS加工中心數(shù)控系統(tǒng)和1臺美國HASS三軸立式銑削加工中心（如圖1所示），開展數(shù)控加工中心實踐教學中手動編程、軌跡仿真、實操訓練等教學模式探索。

加工中心數(shù)控實踐教學以專業(yè)技術應用為主線，圍繞這條主線設置課程、確定教學內容、形成教學體系組織教學。理論課程體系的教學，在密切結合專業(yè)實際需要和應用范圍的前提下，使學生掌握必需、夠用的理論知識；實踐課程體系教學主要以基本技術和工藝技能熟練為重點，培養(yǎng)學生對先進技術的應用能力和素質，兩者有機結合，共同圍繞主線展開教學。

3.1 加工中心編程基礎訓練

編程講解與實際操作相結合，在加工中心實際加工模塊中編程的講解是必須的，也是首先要做的。但同時這種實訓中的編程講解又與理論課中的編程講解不一樣，實訓中的編程講解針對實際使用的設備和系統(tǒng)，有很強的可操作性。利用現(xiàn)有的4套HASS加工中心數(shù)控系統(tǒng)和1臺立式銑削加工中心，可使5組同學每組2-3人分別在HASS數(shù)控系統(tǒng)邊學習邊演示，使學生對所學知識有直觀的驗證，從而加強學生的理解和實際運用能力，使學生熟悉加工中心編程特點，掌握常用的編程G代碼，熟悉加工中心的工作原理。

3.2 手動編程與加工軌跡仿真實踐

設置具有典型工藝特征的零件作為數(shù)控軌跡編程對象，充分利用加工中心工序集中、自動換刀功能的特點，零件應具有鉆、銑等多種加工工藝特征和粗、精加工等多種工藝過程。利用現(xiàn)有數(shù)控系統(tǒng)采用手工編程方法，實現(xiàn)零件的工藝規(guī)程的制定和數(shù)控軌跡編程。

采用數(shù)控系統(tǒng)自帶的軌跡仿真模塊對程序進行仿真，驗證數(shù)控軌跡的正確性。這樣既使學生綜合鍛煉了機械制造的基礎知識，掌握了加工中心的技術特點，同時也避免了實際加工中因程序設置不當或操作不當而帶來的危險。學生可在數(shù)控系統(tǒng)中多次對編制的程序進行修改、仿真，最終形成可行的加工軌跡。

3.3 數(shù)控軌跡加工驗證實踐

在加工中心編程基礎訓練和加工軌跡仿真訓練的基礎上，對于在仿真模塊修改好的典型零件加工程序，可在指導教師審核后，在實際的加工中心中以石蠟或PVC為坯料，開展典型零件的樣件加工，充分體現(xiàn)加工中心所獨有的工序集中、高效率、高精度的加工過程，使學生理論聯(lián)系實際，切實掌握機械制造技術。

在培養(yǎng)加工中心數(shù)控技術專業(yè)技能過程中，通過典型零件的設置，綜合運用理論知識對零件的加工進行合理的工藝編排，并通過軌跡仿真對編程進行修定，最終通過樣件的加工對理論知識進行驗證。這種教學模式有利于學生實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了教學效率和效益。

4 結論

本文以“編程技術――加工工藝制定――軌跡仿真――樣件加工驗證”的課程體系設計思路，優(yōu)選典型的體現(xiàn)加工中心技術和機械制造工藝的零件，通過合理安排教學內容，探索加工中心在實踐教學中的應用模式，使學生更好的了解先進制造技術的現(xiàn)狀、特點，并初步掌握加工中心加工的基本技能。

（遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“基于綜合性工程素質培養(yǎng)的工程訓練教學內容改革與實踐”資助）

參考文獻：

[1] 宋春華.數(shù)控技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].裝備制造技術，2011（3）：114-117.

第5篇：數(shù)控加工仿真技術范文

關鍵詞：自動編程；CAXA；編程助手；斐克仿真

中圖分類號：TP314 文獻標識碼：A

隨著數(shù)控機床功能的增加及加工復雜工件能力的提高，在零件編程時，對簡單零件采用手工編程的方法很適合，但對于大量開粗和復雜零件加工時往往數(shù)值計算量較大、編程時間長、精度差且不易檢查和編輯。故計算機自動編程和加工仿真便成為數(shù)控機床發(fā)展和應用的重要組成部分。市場上常見的制造類軟件很多，如UG、CATIA、Pro/E等。這些軟件雖然功能強大，但成本相對較高，并不適合中小企業(yè)生產和高校教學使用。其實在一般的生產和學習中我們也僅是使用這些軟件的幾個模塊，這樣我們完全可以找來幾個單一功能的國產軟件配合使用。由于很多軟件主要是針對加工中心設計的，像車削這樣二維圖形的加工在坐標的建立和仿真模擬中的顯示并不清楚。這里就基于CAXA數(shù)控車XP、編程助手和斐克仿真軟件配合使用并以車削加工為例進行說明，如圖1所示的工件。這里為了論述方便將零件進行了理想化，工件尺寸完全沒有標注公差。正常情況下是沒有這種可能的，這里請大家注意一下。

1 加工思路分析

根據(jù)圖紙和工藝要求首先使用CAXA數(shù)控車軟件進行二維建模，建立刀具、數(shù)控系統(tǒng)和機床信息。生成走刀路線和程序編碼。再通過CAXA編程助手對生成代碼進行檢驗和修改。最后再將代碼文件輸入斐克仿真軟件進行仿真實驗。

2 加工工藝過程分析

該零件比較理想，沒有尺寸精度、表面粗糙度及熱處理要求，切削加工性能較好。兩端都要車削出來，故要掉頭裝夾。左端有薄壁，第一次裝夾，應該用三抓自動定心卡盤先夾住左端，加工右端。由于左右兩端的加工原理是一樣的，所以這里我僅以加工左端為例。

圖1 零件圖

圖2 零件的加工輪廓與毛坯輪廓

圖3 外圓粗加工軌跡

3 使用CAXA數(shù)控車軟件進行加工處理

使用CAXA數(shù)控車軟件繪制出零件的加工輪廓和毛坯輪廓，如圖2所示。在建模過程中要注意：第一，建模前根據(jù)工藝確定建模原點且坐標系與所用機床的坐標系一致。第二，建模只需要繪制要加工部分的外輪廓和毛坯輪廓，其余的特征線條不必畫出。

通過工藝分析我們確定出加工時要使用的車刀，根據(jù)加工刀具的實際參數(shù)，在CAXA數(shù)控車軟件的刀具管理系統(tǒng)中進行設置。CAXA數(shù)控車提供了輪廓車刀、切槽車刀、鉆孔車刀、螺紋車刀四種刀具類型，在不同的選項卡中設定不同的刀具參數(shù)，點擊增加刀具創(chuàng)建出所有要用的車刀。

刀具設置好之后就可以根據(jù)建模圖形來生成零件外圓的加工軌跡。由于開粗在手工編程中計算量大，所以這里我僅以開粗為例生成粗加工刀具軌跡。選擇輪廓粗車功能。分別設定加工參數(shù)、進退刀方式、切削用量和輪廓車刀。這些參數(shù)根據(jù)生產中的實際數(shù)據(jù)填寫即可。設置好后根據(jù)狀態(tài)欄的提示依次拾取被加工工件表面輪廓和毛坯輪廓，拾取好后再輸入起刀點，此時軟件將自動生成粗加工軌跡，如圖3所示。從圖中的刀具運動軌跡可以看出如果單純的用手工編程工作量很大，而實際生產中我們?yōu)榱颂岣呱a效率并不建議使用復合循環(huán)來進行編程，這就看出自動編程在當今數(shù)控加工中的重要性。根據(jù)開粗過程同理可以生成外圓輪廓精加工的軌跡。這里注意無論是粗車軌跡還是精車軌跡的生成，在拾取輪廓時最好選擇單個拾取，這樣可以避免連續(xù)選擇后出現(xiàn)多選的麻煩。輪廓線在選中后會變成虛線，如果沒有變成虛線需要重新拾取。此外軟件還提供了螺紋和退刀槽等特征的加工，使用方法和開粗類似，方便在實際加工中使用。

生成了刀位軌跡后就要進行機床設置和后置處理。由于軟件默認的數(shù)控系統(tǒng)可能和實際加工的機床有差異，而這兩者必須統(tǒng)一才能正確完成加工，所以要在軟件中定義機床，使其與實際加工的機床系統(tǒng)相一致。最后拾取外圓粗加工軌跡，確定后系統(tǒng)自動生成了零件數(shù)控加工代碼cut文件。其實CAXA數(shù)控車軟件自身帶有簡單的二維仿真功能可以驗證數(shù)控代碼和圖形形狀的正確性，但是看不出三維實體不易進行空間運動干涉觀察分析，故需要獨立的仿真軟件進行仿真實驗。

其實最終生成的代碼還不能直接拿來進行生產，因為程序的格式和一些指令并不能通過軟件自身簡單的后置設置就實現(xiàn)與實際生產的機床系統(tǒng)完全匹配，還需要進行細致的編輯，但是在cut格式和txt格式下編輯程序非常麻煩。這里我們就可以借用CAXA編程助手來對生成的代碼文件進行編輯。

CAXA編程助手是CAXA制造工程師中的一個輔助編程模塊，主要針對加工中心的程序編輯和檢測，但其使用方法和我們平時辦公中使用的word文字編輯一樣，我們完全可以使用這個軟件來編輯我們的車削程序，通過導入cut文件后對其進行插入、刪除、替換等一系列操作來完成數(shù)控代碼的后期編輯工作。

5 數(shù)控仿真實驗

程序經過最終編輯處理后就可以導入到斐克數(shù)控仿真軟件中進行模擬加工，在仿真加工中觀察加工過程，檢查模擬加工數(shù)據(jù)和干涉情況，以這些數(shù)據(jù)來分析實際加工情況。仿真軟件的界面與實際的機床面板一樣，我們只需要像操作機床一樣使用軟件就可以得到仿真效果輔助加工檢驗。在確認程序符合加工要求后就可以直接保存程序代碼或直接聯(lián)機傳輸給機床待加工使用。

通過這樣幾個簡單軟件的配合使用大大提高了編程的效率和準確性，對于小成本的生產企業(yè)和文化水平一般的編程人員來說是非常方便簡單的，不必像從前一樣追求使用復雜的高端軟件，化簡了工作過程，卻也收到了很好的效果。其實只要認真發(fā)掘很多小的模塊組合起來都會成為生產加工中的強有力助手。

參考文獻

第6篇：數(shù)控加工仿真技術范文

[關鍵詞]職業(yè)學校；數(shù)控加工；實習教學；仿真技術

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）46-0225-01

隨著數(shù)控加工在機械制造業(yè)中的廣泛應用，數(shù)控操作人員的大量培訓便成為迫切的問題。在傳統(tǒng)的操作培訓中，數(shù)控編程和操作的有效培訓必須在實際機床上進行，這既占用了設備加工時間，又具有風險，培訓中的操作失誤常會導致昂貴設備的損壞。為此，許多學校想出了多種辦法來降低實習消耗，比如高消耗性實習課題不開或盡量少開、或者減少學生實習時間和實習工位，或者在材料的重復利用上做文章。本文從仿真技術應用于實習教學的優(yōu)勢、以及如何把仿真技術引入實習教學進行了探討。

一、我國仿真技術目前的現(xiàn)狀

我國計算機仿真應用開發(fā)較早，目前許多職業(yè)學校參加數(shù)控實習的學生日益增多。由于數(shù)控設備精密、昂貴的特點，把數(shù)控加工仿真技術引入教學，用于數(shù)控機床操作與編程的培訓，這樣既可以避免因誤操作造成數(shù)控機床的損壞，又可以使學生在對仿真數(shù)控機床操作過程中產生真實感。而且能夠讓學生們更快地熟悉和了解數(shù)控加工的整個過程，并且掌握每種數(shù)控機床的基本操作。最重要的是在不影響教學效果的前提下把事故發(fā)生率降到了最低。目前適用于實習教學的仿真軟件還不是很多，在數(shù)控CNC仿真和電氣仿真中較為集中，部分正版軟件價格昂貴。但可以肯定的是，職業(yè)學校實習仿真類軟件將具有較大的應用需求和發(fā)展空間。

二、應用數(shù)控仿真軟件教學的必要性

隨著全球制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工應用技術專業(yè)從高職院校逐步的推向了中職學校。各中職學校為適應市場需求，大力發(fā)展數(shù)控技術專業(yè)。傳統(tǒng)的數(shù)控技術教學，理論教學抽象，學生學著沒勁，教師教著乏味。而大部分中職學校設備不能滿足教學，實習教學需要購置數(shù)控設備，這就需要雄厚的資金基礎。這種教學方式已很不能適應當今數(shù)控專業(yè)教學的需求，掌握先進的教學方法、教學手段，教學媒介來提高教學效果就顯得尤為重要了。

中職學校學生的底子薄，理論知識較差，而數(shù)控技術這門課程具有很強的實踐性，要想達到理想的教學和實踐效果，就必須探索出一種新的數(shù)控加工技術教學模式來達到投入少、見效快、培養(yǎng)適應性強、企業(yè)歡迎的學生勢存必行。這就應運而生了許多數(shù)控仿真軟件，而上海宇龍數(shù)控仿真軟件是其應用比較廣泛的一種仿真軟件，這使它成為一種輔助中職數(shù)控加工技術專業(yè)教學的一種選擇。

三、在數(shù)控實習教學中應用仿真軟件的優(yōu)勢

數(shù)控加工設備價格昂貴、占地大，而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機平臺上運行。解決了實習時學生多機床少的問題，為學校節(jié)省了大量設備采購經費。學生可利用此軟件進行仿真操作，同樣會達到真實設備的教學效果，使學生能幾乎體驗到實物機床操作的感覺，并且安全系數(shù)高。經過多年實踐證明，在教學過程中通過動態(tài)的仿真操作使教學容易教、輕松學、是學生有一定的收獲。教學效果體現(xiàn)如下：真實的CNC機床的控制面板和顯示屏可以完全通過系統(tǒng)模擬，操作輕松。在仿真環(huán)境中對程序代碼的切削軌跡進行安全校驗，操作安全。在加工仿真的過程中，學生不但可以看到真實的圖形模擬，而且還可以不斷反復熟練操作CNC機床的加工過程，操作逼真。利用仿真代替真實機床的實習，在節(jié)能降耗的同時獲得更佳的教學效果，使用更經濟。

仿真實習能創(chuàng)造一個與實際近乎相同的環(huán)境。如上海宇龍公司研制的數(shù)控機床加工仿真系統(tǒng)，仿真操作面板與機床實際操作面板可以完全相同，仿真操作與實際機床操作在面板控制部分近乎完全一致。它可以實現(xiàn)對數(shù)控銑床、加工中心和數(shù)控車床的加工零件進行完全仿真，其中包括毛坯屬性、刀具和夾具的選用、零件的測量、數(shù)控程序的輸入、編輯和調試。擁有發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)、西門子數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)等數(shù)控系統(tǒng)，具有多系統(tǒng)及多機床的加工仿真模擬功能，該軟件的獨創(chuàng)性已經達到了國內外領先水平。通過軟件，學生可以從任意角度觀察數(shù)控機床的加工過程，加工的毛坯變?yōu)槌善返倪^程歷歷在目，仿真過程形象生動。

數(shù)控加工仿真軟件不會對操作對象如機床、工件及刀具等造成物理損害，不會由于誤操作危害到學生的人身安全，更不會造成機床損壞，如撞刀、撞機床等事故。而且仿真加工過程中的燈光顏色、聲音、文字信息等報警，完全可以對學生的危險操作進行及時提醒和糾正。學校引入仿真實習，最根本的好處是對原材料、工卡量具、測量設備的節(jié)約。數(shù)控仿真中，虛擬毛壞替代實際材料，虛擬冷卻液替代實際冷卻液，極大降低實習消耗，且刀具不會因為進給量過大而損壞。由于數(shù)控機床屬于機械加工中的高端設備，當然價格不菲，數(shù)控機床的加工操作若完全采用真實的設備進行實習，投入大、消耗多，即使是有實力的職業(yè)學校和企業(yè)都無力承擔起這種消耗與投入。如果采用仿真模擬實習，可為學校節(jié)約不小的開支和場地。

四、應用數(shù)控仿真軟件進行教學時存在的問題及解決方法

（一）、存在的問題

數(shù)控仿真是借助計算機來運行的一個虛擬的加工場景，運行起來存在諸如走刀路徑不明顯，切削用量不切實際，對刀精度要求不高，無法檢驗產品的粗糙度等問題。然而學生在使用數(shù)控仿真軟件編程加工時，不顧安全生產的要求，如果出現(xiàn)了機床碰撞事故，只需點擊鼠標進行復位操作就可以重新開始了。這些正是衡量我們的學生對數(shù)控技術掌握程度的標準，它們一旦在實際加工中存在，可能就會出現(xiàn)撞刀、影響加工質量、降低生產效率等問題。

數(shù)控仿真系統(tǒng)雖然解決了數(shù)控教學中的效率和成本等方面的問題，但它只能作為入門級的培訓工具，讓學生快速熟悉機床的操作流程，方便編寫和驗證程序。不能完全取代真實的數(shù)控加工實訓。所以在利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行教學時，實訓指導教師一定要正確地引導學生，避免學生走進“仿真”的誤區(qū)，在編程指令的教學過程中，要讓學生對加工的工藝引起高度的重視。

（二）、解決的方法

首先，在進行仿真訓練前，先進行機械加工的基本訓練，使學生具備操作機床加工的各種方法及切削用量選擇的技巧，并且對機械加工操作有較為扎實的基礎。其次，教師要經常警告學生數(shù)控仿真與實際加工的本質區(qū)別，使其對軟件仿真有正確的認識，對實際操作加工有足夠的重視，按照實際生產的要求來進行仿真教學。再者，既科學又客觀地發(fā)揮仿真軟件在數(shù)控教學中的作用，就要要求教師采用科學管理，有效組織數(shù)控仿真教學。

五、結語

總之，數(shù)控仿真軟件在中職教學中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著仿真軟件不斷發(fā)展，其模擬仿真效果將越來越好，但它仍然存在與實際生產的區(qū)別。我們在教學中只有科學、合理、有效地利用數(shù)控仿真軟件，才能起到事半功倍的效果，只有積極發(fā)現(xiàn)和解決數(shù)控教學中產生的問題，才能使其發(fā)揮的作用更強大，才能極大地促進中職數(shù)控教學改革的發(fā)展。

參考文獻：

[1]張超.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控專業(yè)課教學中的應用 [J]. 大眾科技，2011

[2]陳慧斌.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學中的應用 [J] .科學大眾.2011

第7篇：數(shù)控加工仿真技術范文

【關鍵詞】粉末冶金 模具 仿真技術 加工方法

中圖分類號：TD353.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）35-111-01

0引言

粉末冶金是通過制取金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物作為生產原材料，通過過壓制成形、燒結等工藝過程，制造出各種粉末冶金制品的工藝技術?，F(xiàn)在，這種工藝已經成為我們在新材料研制領域內的重要工藝技術。在粉末冶金工業(yè)中，模具對于在很多工序中都有所應用，并且對于整個生產工藝也具有較大的影響。粉末冶金模具是粉末冶金制品生產的重要工藝裝備，粉末冶金模具的質量對粉末冶金制品的質量具有直接的影響。然而，粉末冶金模具的質量主要取決于它的加工過程。因此，對于粉末冶金模具加工方法及仿真技術的研究，對于粉末冶金工業(yè)具有重大的意義。

1 粉末冶金模具的加工方法

目前，對于粉末冶金模具的先進加工方法種類很多，其中各種加工方法也是各有特點?，F(xiàn)就幾種主要的粉末冶金模具加工方法進行介紹，并對各種方法的特點和對粉末冶金模具的影響進行探討。

1.1 電火花加工方法

電火花加工的方法，是通過在放電瞬間產生劇烈高溫。然后，利用這一高溫將工件的表面熔化（甚至汽化），從而達到機械加工的目的。這種加工方法在一些難以加工的超硬材料加工中具有明顯的優(yōu)勢。

（1）電火花加工方法的特點

電火花加工方法能夠有效的填補常規(guī)的機械加工方法對于難加工材料的不足，適用于對于強度高、熔點高、硬度高等難加工的材料的加工。另外，由于電火花加工方法直接利用電能與熱能進行加工，因此在加工過程中可以實現(xiàn)加工的自動化控制。再者，這種加工方法的精細度很高，對于粉末冶金模具這種加工質量要求較高的產品是一種較為合適的加工方法。不過，這種方法也存在著一定的缺點，那就是利用電火花加工方法加工的粉末冶金模具的表面粗糙度較高，會對粉末冶金工業(yè)造成一定的影響。

（2）電火花加工方法在模具加工中的應用

在粉末冶金模具電火花加工中，常是通過使用數(shù)控電火花機床來進行加工的。數(shù)控電火花機床可以實現(xiàn)粉末冶金模具的精密加工，確保滿足粉末冶金模具的質量要求。在粉末冶金模具的尺寸精度、仿形精度和表面質量等方面將發(fā)揮重要的作用。

1.2 仿形磨削加工方法

利用仿形磨削加工方法加工粉末冶金模具，即是通過利用專門的平面磨床，通過仿形尺對粉末冶金模具進行仿形磨削。這種粉末冶金模具加工方法的特點是其加工生產的粉末冶金模具的精密度較高，且表面較為光滑、平整，粗糙度較低。這種加工方法的缺點是加工效率較低。

1.3 數(shù)控線切割加工方法

數(shù)控線切割加工的方法，是通過將金屬絲電極安裝在一個轉動的貯絲筒上，然后分別將被切割工件與金屬絲電極接到高頻電源的正、負極上，通過計算機技術控制控制電極的移動方向，并通過電火花加工達到自動切割的目的。

數(shù)控線切割方法是計算機技術與電火花加工技術的結合，可以發(fā)揮電火花加工方法的優(yōu)點，還可以實現(xiàn)自動切割的目的。其在粉末冶金模具的加工上具有重要的作用。由于這種加工方法對于電極沒有特別的要求，并可以對各種硬度和形狀的工件進行加工。數(shù)控線切割加工的方法，還可以反復的使用電極絲，加工損耗小、精度高等特點，非常適合粉末冶金模具的加工生產。因此，數(shù)控線切割加工的方法也是目前在粉末冶金模具加工中最常用的方法之一。

2 粉末冶金模具的數(shù)控加工動態(tài)仿真

計算機仿真技術在各類科技領域都有廣泛的影響，隨著計算機仿真技術不斷發(fā)展成熟，已經可以應用到產品從概念設計到結束使用壽命的整個周期的各個環(huán)節(jié)中，其中在產品的加工階段應用更為廣泛。在粉末冶金模具的加工過程中，仿真技術的應用將對粉末冶金模具的加工行業(yè)，甚至整個粉末冶金工業(yè)都具有重要的意義。

在粉末冶金模具的加工過程中，建立一個較為精確的數(shù)控加工動態(tài)仿真模型，通過模擬整個模具加工過程，從而獲得在粉末冶金模具加工過程中所需的幾何數(shù)據(jù)和力學信息，以及加工過程中可能發(fā)生的不良影響和可能出現(xiàn)的偏差值。通過數(shù)控動態(tài)仿真模型，便可以在加工前獲得準確的信息，規(guī)避可能產生的不良影響，有效的降低了加工失誤、偏差等現(xiàn)象發(fā)生的可能性。

在粉末冶金模具的加工過程中，利用精確的數(shù)控加工動態(tài)仿真模型，可以獲得準確的數(shù)控加工代碼，避免加工的錯誤和偏差；另外，還可以對加工誤差值、刀具磨損等進行預測，為保證粉末冶金模具的質量要求和刀具的更換提供重要的參考信息。因此，在粉末冶金模具的制造加工過程中，計算機仿真技術發(fā)揮了重要的作用，對于保證模具加工生產的質量和提高模具生產效率都有很大的幫助。

3 結語

粉末冶金模具的加工，對于粉末冶金制品的質量具有很大的影響。目前，對于粉末冶金模具的加工方法仍具有很大的發(fā)展空間，計算機仿真技術在粉末冶金模具加工中的應用，也還需要人們不斷的進行發(fā)展和研究。

參考文獻：

第8篇：數(shù)控加工仿真技術范文

 

由于市場的國際化，全球競爭要求產品的制造過程具有高速度和低成本。產品更新的速度越來越快，市場需求朝著小批量、個性化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的小而全的企業(yè)模式己越來越喪失競爭力，各種形式的合作開發(fā)、生產和銷售方式應用而生。因此，異地設計、異地編程、異地加工越來越被眾多企業(yè)采用，虛擬制造技術也應運而生。虛擬制造是應用計算機技術，對產品的設計、加工、裝備等工序統(tǒng)一建模，形成虛擬的生產過程，從而產生了虛擬產品、虛擬企業(yè)。虛擬制造技術使廠家可以在不同的城市甚至不同的國家通過互聯(lián)網進行設計、加工，共享同一產品模型，從而大大提高效率，降低成本。虛擬制造技術實際上是一種軟技術，其中，產品建摸、數(shù)據(jù)共享和加工仿真是虛擬制造技術的基礎。

 

目前進行的機械加工過程仿真，主要存在以下兩種情況。一種是從研究金屬切削的角度出發(fā)，仿真某具體切削過程內部各因素的變化過程，即研究其切削機理，供生產設計和研究應用。另一種是將加工過程仿真作為系統(tǒng)的一部分，重點在于構造完整的虛擬制造系統(tǒng)。但這兩種方式的仿真方法是相同的，即對機械加工工藝系統(tǒng)建立連續(xù)變化的模型，然后用數(shù)學離散方法將連續(xù)模型離散為斷續(xù)點，通過分析這些離散點的物理因素變化情況來仿真加工過程。

 

由于機械加工過程仿真還處于起步階段，目前存在以下幾方面的問題：仿真的加工形式少，研究范圍窄。在切削加工眾多的種類與形式中，目前的仿真加工主要集中于車削、銑削和磨削等。同時這些加工方法的仿真也局限在很窄的范圍內。如銑削仿真多是仿真立銑刀和端銑刀，而這種仿真系統(tǒng)對其他種類的銑刀就無能為力。一方面是因為銑削加工種類繁多，存在著銑平面、銑外圓、銑外形、銑型腔等多種銑削形式;另一方面是銑削加工理論復雜，不同的加工方法、刀具形狀的加工模型有較大的差別。目前的仿真系統(tǒng)大多數(shù)只能進行幾何仿真，即刀位軌跡仿真、工件與刀具的干涉檢驗等，有人稱之為NC校驗。

 

物理仿真考慮理想狀態(tài)，與實際有較大差距。在目前的仿真系統(tǒng)中預先設定了大量的假設因素，如設定工藝系統(tǒng)剛性滿足要求、無振動、加工材料結構統(tǒng)一、無硬點等缺陷，刀具無磨損，切削要素不發(fā)生變化等。這種假定的理想狀態(tài)不能將切削過程中隨即干擾如工件硬點造成的材質變化、振動造成的切深變化等因素考慮進去，使仿真系統(tǒng)不能真實的反映實際切削過程。

 

仿真手段限制仿真系統(tǒng)的發(fā)展。仿真技術的發(fā)展與計算機技術緊密相連。過去由于計算機軟、硬件的限制，造成仿真時間長，編碼工作量大，程序可讀性、維護性差等，這些都為仿真工作帶來許多困難。目前應用C++語言及面向對象的方法開發(fā)仿真系統(tǒng)己成為發(fā)展潮流。以上問題己引起研究人員的重視，今后的仿真制造系統(tǒng)將朝著快速運行、面向多種加工方式，更加符合實際狀況的方向發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的軟件開發(fā)分為兩部分：數(shù)控處理程序和用戶界面程序。數(shù)控處理程序具有自動加工管理、手動編輯、MD工、加工仿真和系統(tǒng)參數(shù)設置等功能。整個軟件的開發(fā)包括以下幾個主要步驟：建立上位機(PC)與下位機((PMAC)之間的通訊，軟件功能設計和功能模塊的劃分，用戶界面的設計，各個功能模塊的設計編碼與調試，整個應用軟件的集成、調試與運行等。

 

設計友好的用戶界面是實現(xiàn)機床工業(yè)運行不可忽視的重要因素。由于操作者己習慣傳統(tǒng)數(shù)控機床操作面板及相關術語和指令系統(tǒng)，故基于方便終端用戶使用的考慮，在開發(fā)機床數(shù)控系統(tǒng)用戶界面時，必須將其在工作原理方面的特點隱藏在系統(tǒng)內部，而使提供給用戶或需要用戶處理的信息盡可能與傳統(tǒng)機床一致。開放式控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使我們可以隨心所欲地設計出具有自我特色、能完成特定功能的操作方便、交互容易的系統(tǒng)軟件界面。在數(shù)控處理程序的軟件開發(fā)中采用了模塊化的設計方法，而開發(fā)該軟件選用的開發(fā)平臺Visual C++是典型的面向對象編程工具，把較大的功能模塊以對象的形式處理不僅體現(xiàn)了模塊化設計的思想同時也大大發(fā)揮了Visual C++的長處。例如自動加工模塊是一個功能較多、代碼量較大的模塊，這時候我們就可以把它的絕大部分實現(xiàn)代碼封裝在自動加工類中，只提供必要的接口函數(shù)給外部調用便可。

 

由于計算機技術的不斷改進和計算機圖形學的飛速發(fā)展，計算機仿真技術在制造系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。如果采用仿真加工來代替或減少實際中的試切工作，將對數(shù)控加工具有十分重要的作用。另外，對于多功能加工機床，運動軸數(shù)眾多，對于操作者來說，從熟悉到熟練操作該機床需要花費大量的時間和金錢。因此開發(fā)一種低成本、高效的數(shù)控加工仿真軟件勢在必行。

第9篇：數(shù)控加工仿真技術范文

仿真就是模型實驗。運動學仿真的目的是通過考察各部件的相對運動狀態(tài)，檢驗部件之間是否發(fā)生干涉，以及校核數(shù)控加工程序是否正確。此外，還可以考察和評價系統(tǒng)的速變和加速度特性等。在如今數(shù)控加工仿真技術的應用越來越廣泛，數(shù)控加工仿真的優(yōu)點突出表現(xiàn)在以下方面：

（1）它縮短了企業(yè)的生產周期，提高了生產效率，降低了生產成本（減少了試切材料的損耗，延長了機床和刀具壽命）。

（2）它及時提供了錯誤信息的反饋，有效預測了數(shù)控加工程序和切削過程的可靠性和高效

（3）它可以仿真模擬加工現(xiàn)場，對各樣情況進行綜合的分析，避免意外情況的發(fā)生。

目前從切削環(huán)境模型的特點來劃分數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，按照是否有物理因素介入仿真系統(tǒng)分為幾何仿真與物理仿真兩個方面：

（1）幾何仿真：側重切削刀具與工件幾何體的運動仿真，用來驗證數(shù)控程序的正確性，而不考慮切削力、切削參數(shù)及其它一些物理因素的影響。幾何仿真能夠減少或者避免因加工程序出錯而導致的機床夾具損壞、加工零件報廢等情況發(fā)生；同時也縮短了產品從設計到制造的時間，節(jié)省了企業(yè)生產成本。力學仿真指的是借助于切削仿真過程的力學動態(tài)特性對刀具振動、控制切削參數(shù)、刀具破損來預測，目的是優(yōu)化切削過程，切削過程的力學仿真，它屬于物理仿真范疇。

（2）物理仿真：側重如何提取切削層的幾何參數(shù)，進而用于優(yōu)化切削力參數(shù)與加工參數(shù)的計算，主要指的是加工過程的物理性質。在物理仿真中，我們首先應該構建出來切削力的仿真模型，以此為基礎進行仿真切削加工，從而可以得到切削加工過程中刀具、夾具及工件三者之間的力學性能，換句話說物理仿真其實在幾何仿真基礎上的功能擴大與完善。在物理仿真中通過仿真切削的工作過程的動態(tài)力學特性可用于預測刀具的磨損和破損，夾具的振動，控制工作切削參數(shù)，從而達到優(yōu)化切削過程的目的，有益于提高加工質量和效率。

運動功能設計是機床總體方案設計的一項重要內容，其目的是確定機床的運動自由度的性質（直線運動或回轉運動）、數(shù)目（運動自由度數(shù)）、排列形式和順序等，與所要加工的工件表面創(chuàng)成密切相關。運動功能方案的優(yōu)劣將直接影響著機床的總體結構布局，是總體方案設計中的關鍵環(huán)節(jié)。

數(shù)控機床運動功能的創(chuàng)成式設計方法，突破了傳統(tǒng)的依靠設計者經驗或類比法確定機床的運動功能方案，可以為機床運動功能的創(chuàng)新設計，產品創(chuàng)新設計提供理論依據(jù)，本文作者依據(jù)數(shù)控車床加工方法、工件形狀及刀具類型特點，建立了數(shù)控車床運動功能的創(chuàng)成方法。

機床的運動是由刀具和工件兩端來完成的，也就是說，運動功能方案中的所有運動單元需要分配給刀具和工件兩側，某些運動單元可能還需要由刀具和工件共同完成，這就所謂的運動功能分配。當然，分配需要遵循一定的原則，如要簡化機床的傳動和結構、利于提高機床剛度、縮小占地面積、提高加工精度等。

數(shù)控銑床的零件都相對比較復雜，要完成這些零件的加工，根據(jù)上面敘述的，通過分析，屬于車削加工的部分至少需要4個自由度，例如，沿Z軸移動、沿X軸移動及兩個轉動；要完成屬于銑削加工的部分，根據(jù)第三章所敘述的，通過分析也至少需要4個自由度，例如，沿Z軸移動、沿Y軸移動及兩個轉動（分析過程從略）。因此，通過對車削、銑削的綜合可知，要完成所有的零件的加工任務，至少需要5個自由度（未包含車削主運動），例如，選擇沿X軸移動、沿Y軸移動、沿Z軸移動及繞X軸轉動和繞Z軸轉動為基本運動功能方案。通過對該方案進行檢查，可以證明該方案是可以完成上面所羅列的典型零件的全部加工要求的。

一般來說，五軸五聯(lián)動的機床就能進行各種復雜形狀零件的加工，但有時為了適應特殊形狀加工需要，或者為了適應新型加工方法的需要，或者為了提高加工效率，需要有六軸六聯(lián)動的機床。因此，本文在前面設計的基礎上，又研究設計了一種具有3個回轉運動和3個直線運動的六軸六聯(lián)動車銑復合數(shù)控。模塊化設計就是以功能分析為基礎，在某一基礎產品的基礎上將同一功能特性的模塊互相選用或加上不同功能特性的模塊及分模塊，用以更好地滿足用戶需要的一種變型設計方法。

機構的位置分析是求解機構的輸入與輸出構件之間的位置關系，這是機構運動分析的基本的任務，也是機構速度、加速度、受力分析、誤差分析、工作空間分析、動力分析和機構綜合等的基礎。由于并聯(lián)機構結構復雜，對并聯(lián)機構進行位置分析要比單環(huán)空間機構的位置分析復雜得多。并聯(lián)機構在運動過程中其支撐腿之間及支撐腿與兩個平臺之間是相互牽制的，也就是說在運動到某些位置時可能會出現(xiàn)干涉，即所謂的“卡住”現(xiàn)象。出現(xiàn)干涉的情況概括起來有以下三種：

1.任意一條支撐腿與兩平臺中任意一個平臺的相對擺角大于支撐腿與平臺鉸接處轉動副、虎克鉸或球鉸所允許的最大擺角。

2.兩條支撐腿之間可能相互干涉。