數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)及應(yīng)用

1、<p>　　數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)及應(yīng)用</p><p>　　【摘要】隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)技術(shù)在近些年來(lái)也有了很大的提高，其中尤為突出的是數(shù)控機(jī)床的加工技術(shù)。在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了保證數(shù)控機(jī)床加工的精確性，常常會(huì)采用數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)對(duì)所要加工的部件進(jìn)行初始的計(jì)算。因此，本文就數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行探討分析。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床，加工

2、仿真技術(shù)，應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：C37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　在數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用后，不僅僅給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了很大的利益，而且也常常應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床加工的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，其技術(shù)在應(yīng)用中不斷地完善和改變，到目前已有很大的提高。 </p><

3、;p>　　二、數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 </p><p>　　1773年法國(guó)科學(xué)家最早用仿真模擬方法做物理實(shí)驗(yàn)，估計(jì)π值；1876年美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家第一次使用仿真模擬方法做隨機(jī)實(shí)驗(yàn)；20世紀(jì)80年代，仿真模擬技術(shù)在高科技中所處的地位日益提高。數(shù)控技術(shù)可以說(shuō)是部件加工過(guò)程中國(guó)比較常用的技術(shù)，但是，由于我國(guó)的工業(yè)發(fā)展比較的晚，在機(jī)械制造方面相對(duì)于西方的國(guó)家而言也是比較的落后，就我國(guó)現(xiàn)在所應(yīng)用的數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)吧。

4、我國(guó)的工業(yè)中所采用的機(jī)床幾乎都是從國(guó)外引進(jìn)的，而我國(guó)自主研發(fā)的機(jī)床還未現(xiàn)世。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工，仿真技術(shù)是一個(gè)非常主要的技術(shù)，此技術(shù)也是我國(guó)的科技人員學(xué)習(xí)外國(guó)的技術(shù)總結(jié)而來(lái)的。數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的發(fā)展的道路是比較的曲折的，但是經(jīng)過(guò)不斷的探索研究，目前此技術(shù)也逐步的成熟，在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)過(guò)程中都得到了很大的應(yīng)用，受到了廣泛的青睞。 </p><p>　　三、數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)簡(jiǎn)介 </p>

5、<p>　　模擬技術(shù)的高級(jí)階段稱為仿真模擬或系統(tǒng)仿真，即用一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)全部或部分地模擬某一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以致于模仿的系統(tǒng)能像被模仿的系統(tǒng)一樣接受同樣的數(shù)據(jù)、執(zhí)行同樣的程序、獲得同樣的結(jié)果。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬實(shí)際的機(jī)床加工過(guò)程，它驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測(cè)切削過(guò)程。數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是虛擬數(shù)控機(jī)床，它是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接的，通過(guò)輸入的數(shù)控車床加工程序來(lái)實(shí)現(xiàn)車刀及其他部位的移動(dòng)，以完成加工的目的，通過(guò)在

6、該類系統(tǒng)上面完成的模擬零件的切削過(guò)程，可以清楚地理解到數(shù)控程序的運(yùn)行是否正確，同時(shí)對(duì)于程序中運(yùn)行所出現(xiàn)的錯(cuò)誤可以在仿真系統(tǒng)上面進(jìn)行調(diào)試、編輯、修改和跟蹤，以完善數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)。這種技術(shù)主要用于科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計(jì)、模擬生產(chǎn)、教學(xué)訓(xùn)練和考核鑒定等領(lǐng)域。 </p><p>　　數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)中包括幾何仿真和物理仿真。 </p><p><b>　　1、幾何仿真 </b&g

7、t;</p><p>　　它是一種沒(méi)有考慮切削過(guò)程中各個(gè)參數(shù)以及切削力等待其它的物理因素的影響，在仿真的系統(tǒng)中，主要是仿真刀具和工件在空間中進(jìn)行移動(dòng)移完成各個(gè)加工要求，此過(guò)程的主要目的是驗(yàn)證NC程序是不是正確的；如果出現(xiàn)了一些問(wèn)題就需要工作人員對(duì)其進(jìn)行調(diào)試、修改使其完成各個(gè)要求。 </p><p><b>　　2、物理仿真 </b></p><p&

8、gt;　　這是一種相對(duì)于幾何仿真的仿真方法。它也可以說(shuō)是一種力學(xué)仿真，其原理是通過(guò)力學(xué)的特性來(lái)研究在數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中車刀的磨損情況以及摩擦力大小，以滿足實(shí)際的構(gòu)件的加工的需要。 </p><p>　　四、數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的好處 </p><p>　　1、對(duì)數(shù)控機(jī)床加工零件的前期進(jìn)行程序的檢查、修改、防止在實(shí)際的加工過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失，耽誤了生產(chǎn)的時(shí)間。 </p

9、><p>　　2、數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械工程學(xué)院的學(xué)生帶來(lái)了極大的便利，可以通過(guò)數(shù)控機(jī)床加工仿真技系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)自己所設(shè)計(jì)的零件的程序是不是正確，有沒(méi)有存在一些問(wèn)題。另一方面，解決學(xué)校教學(xué)中實(shí)訓(xùn)設(shè)備少，學(xué)生多，設(shè)備無(wú)法分配的問(wèn)題、解決實(shí)訓(xùn)教學(xué)的安全問(wèn)題、減輕教師在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的工作量，提高教學(xué)效率。 </p><p>　　3、數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用節(jié)約了實(shí)際的生產(chǎn)中所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的成本，同

10、時(shí)也在一定的程度上降低了生產(chǎn)不合格率，保證了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。 </p><p>　　4、避免的實(shí)際機(jī)械的危險(xiǎn)性，保證了工作人員的人身安全，尤其是那些沒(méi)用實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)的工作人員及學(xué)生，此系統(tǒng)可以說(shuō)是非常的有益的。 </p><p>　　五、數(shù)控機(jī)床加工仿真軟件VERICUT應(yīng)用 </p><p>　　Vericut機(jī)床仿真系統(tǒng)在進(jìn)行普通的機(jī)床加工仿真過(guò)程中，工作人員

11、需要首先通過(guò)Machine Simulation系統(tǒng)建立機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，系統(tǒng)提供部分控制文件庫(kù)供使用者調(diào)用或修改以滿足定制要求，然后利用建模模塊建立機(jī)床的幾何模型，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)定機(jī)床初始位置形成相應(yīng)的控制文件、機(jī)床文件和工作文件。然后就是根據(jù)Vericut系統(tǒng)定義在加工中所要應(yīng)用到的夾具和毛坯，在完成此步驟后，我們需要做的是對(duì)刀具形狀和構(gòu)件進(jìn)行確定，同時(shí)還需要設(shè)定車刀的行走路徑。設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)即可進(jìn)行刀具軌跡的仿真。最后，我們的工作人員需

12、要做的工作即使在Vericut系統(tǒng)中進(jìn)入Machine Simulation，根據(jù)實(shí)際機(jī)床模型來(lái)添加機(jī)床實(shí)體，夾具和毛坯實(shí)體，設(shè)定過(guò)程中所要求的各個(gè)參數(shù)，經(jīng)過(guò)充分的準(zhǔn)備工作后就可以完成仿真加工了。 </p><p>　　根據(jù)工作人員的在計(jì)算機(jī)中的設(shè)置，達(dá)到使仿真軟件完成構(gòu)件提前所要求的規(guī)格和參數(shù)，此過(guò)程執(zhí)行到構(gòu)件完全完成為止。 </p><p>　　除了上述方法的介紹，我們?cè)趯?shí)際的應(yīng)用中，

13、在數(shù)控機(jī)床加工的仿真系統(tǒng)軟件的應(yīng)用時(shí)，必須要對(duì)每一個(gè)功能鍵進(jìn)行詳細(xì)的了解認(rèn)識(shí)，這樣才能避免在應(yīng)用的過(guò)程中發(fā)生那種讓人難以接受的錯(cuò)誤，認(rèn)識(shí)軟件的所有功能只是數(shù)控機(jī)床加工仿真的基礎(chǔ)，另外，我們還需要對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性有一定的理解。 </p><p>　　以下為計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床加工仿真軟件的工作面板，我們從面板上面可以清楚地看到在實(shí)際的機(jī)械中我們常常使用到的功能鍵，通過(guò)計(jì)算機(jī)的軟件程序的設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)車刀及構(gòu)件的移動(dòng)，完成加

14、工，在設(shè)置各個(gè)參數(shù)的過(guò)程中我們也可用進(jìn)一步對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工移動(dòng)特點(diǎn)的理解認(rèn)識(shí)。 </p><p>　　六、數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用及展望 </p><p>　　虛擬數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用為科學(xué)研究行業(yè)帶來(lái)了極大的飛躍。數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)是科學(xué)研究中所應(yīng)用的主要技術(shù)之一。在近些年來(lái)，各個(gè)高校中的機(jī)械加工專業(yè)的學(xué)生，學(xué)院為了解決設(shè)備短缺的問(wèn)題，常常會(huì)采用仿真設(shè)備來(lái)替代真正的機(jī)械。當(dāng)然，仿真設(shè)備也是

15、有一定的好處的，其在實(shí)際的應(yīng)用中沒(méi)有危險(xiǎn)性，使得學(xué)生及工作人員的人身安全得到了很大的保障。另一方面，數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的的應(yīng)用為產(chǎn)品的質(zhì)量提供了很大的保障。 </p><p>　　虛擬數(shù)控技術(shù)是由許多先進(jìn)學(xué)科、先進(jìn)知識(shí)形成的綜合技術(shù)系統(tǒng)，是一個(gè)極具潛力的前沿研究領(lǐng)域。由于多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬數(shù)控技術(shù)將獲得更快的發(fā)展。虛擬機(jī)床是虛擬加工技術(shù)的核心，網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化是虛擬制造技術(shù)的

16、發(fā)展方向。虛擬機(jī)床軟件的發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是根據(jù)國(guó)內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況和國(guó)外軟件的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)機(jī)床開(kāi)發(fā)的實(shí)際需求設(shè)計(jì)出不同的小型軟件以滿足機(jī)床中所要進(jìn)行的各種工作任務(wù)。 </p><p>　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不僅在傳統(tǒng)的工程技術(shù)領(lǐng)域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴(kuò)大到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生物等許多非工程領(lǐng)域，此外，并行處理、人工智能、知識(shí)庫(kù)和專家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展正影響著仿真計(jì)算機(jī)的發(fā)展。 </p><p&g

17、t;<b>　　七、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中已經(jīng)得到了很大了進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)的應(yīng)用不僅僅解決了我國(guó)在高等教育中教學(xué)設(shè)備短缺的問(wèn)題，而且還給工作人員帶來(lái)了很大的便利，我們相信其技術(shù)將會(huì)在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用，為人們的生活帶來(lái)更大的便利。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： <

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