數(shù)控加工仿真技術(shù)現(xiàn)狀與展望

導(dǎo)語：數(shù)控加工仿真技術(shù)現(xiàn)狀與展望一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：數(shù)控加工仿真技術(shù)主要基于計(jì)算機(jī)環(huán)境下，進(jìn)行的模擬實(shí)際數(shù)控加工的技術(shù)流程。一般來說，數(shù)控加工仿真技術(shù)需要依賴仿真軟件的大力支持，才能夠?qū)崿F(xiàn)三維實(shí)體仿真技術(shù)的相關(guān)要求，為數(shù)控代碼檢驗(yàn)以及干涉碰撞等方面的工作提供數(shù)據(jù)支持，具有較大的實(shí)行意義。針對(duì)于此，文章主要以數(shù)控加工仿真技術(shù)為研究對(duì)象，結(jié)合該技術(shù)的具體類型，闡明數(shù)控加工仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步指明數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展展望。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)加工仿真技術(shù)；三維建模；研究現(xiàn)狀；展望

數(shù)控技術(shù)儼然成為有效推進(jìn)我國工業(yè)化進(jìn)程的基礎(chǔ)保障，并成為我國現(xiàn)代化工業(yè)必不可少的重要技術(shù)。為進(jìn)一步確保數(shù)控加工過程中的科學(xué)性與合理性，往往需要在完成數(shù)控程序編制工作后，實(shí)行正確性檢驗(yàn)工作，目的在于規(guī)避正式加工過程中因程序失誤或者操作失誤，造成的過切、欠切、碰撞等隱患問題。一般來說，在機(jī)床實(shí)際加工之前，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工過程中的模擬流程，基本上可以為數(shù)控程序的評(píng)估準(zhǔn)確性提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，防止實(shí)際加工因工序或者程度失誤而出現(xiàn)嚴(yán)重的隱患問題。

1數(shù)控加工仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，數(shù)控加工仿真技術(shù)主要以幾何仿真為主要的核心技術(shù)。其中，數(shù)控代碼作為幾何仿真主要的驅(qū)動(dòng)源，通過利用三維建模技術(shù)與過程仿真技術(shù)相結(jié)合的方式實(shí)施數(shù)控加工仿真技術(shù)流程。首先，生成刀具移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)；其次，利用軌跡形狀與被加工的幾何體進(jìn)行求交運(yùn)算；再次，根據(jù)生產(chǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與加工后零件的相關(guān)參數(shù)，確定中間結(jié)果；最后，利用三維建模以及動(dòng)畫技術(shù)將過程結(jié)果分別展現(xiàn)到計(jì)算機(jī)屏幕上面，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的技術(shù)內(nèi)容[1]。根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，數(shù)控加工仿真技術(shù)主要分為以下幾種方式：1.1數(shù)控代碼處理技術(shù)。一般來說，計(jì)算機(jī)無法直接識(shí)別數(shù)控代碼，往往需要借助編譯器等設(shè)備對(duì)數(shù)控源程序完成轉(zhuǎn)換過程。根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，數(shù)控源程序轉(zhuǎn)換往往多以計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的中間結(jié)果為主，并將其視為加工仿真的驅(qū)動(dòng)源。因此可以說，數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控代碼編譯模塊可以作為實(shí)現(xiàn)數(shù)控代碼處理技術(shù)的關(guān)鍵保障。數(shù)控代碼編譯器可以根據(jù)執(zhí)行步驟的不同，將其分為數(shù)控代碼檢錯(cuò)、數(shù)控代碼翻譯以及刀心軌跡計(jì)算等。操作人員需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，確保數(shù)控加工仿真技術(shù)的應(yīng)用合理性。1.2三維建模技術(shù)。數(shù)控加工仿真技術(shù)基本上是以幾何模型的順利建立作為實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工過程仿真的基礎(chǔ)條件。因建模方法存在較大差異，導(dǎo)致最終得到的仿真結(jié)果也具有較大不同。一般來說，數(shù)控加工仿真三維模型在具體建立方面，基本上以建立加工環(huán)境模型以及加工形體模型為主[2]。其中，加工環(huán)境模型主要特點(diǎn)在于不隨著仿真過程的改變而變化，對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的要求較低，往往需要借助直接實(shí)體造型以及三維建模軟件組成。加工型體模型主要特點(diǎn)在于加工過程隨著刀具的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，狀態(tài)處于不斷變化過程中。1.3動(dòng)畫仿真技術(shù)。動(dòng)畫仿真過程的實(shí)現(xiàn)是數(shù)控加工仿真過程的主要技術(shù)。可以說，仿真效果將會(huì)對(duì)仿真結(jié)果的好與壞產(chǎn)生直接影響。一般來說，動(dòng)畫仿真過程多以刀具運(yùn)動(dòng)軌跡以及材料去除等兩個(gè)過程為主要的仿真對(duì)象。其中，加工過程動(dòng)畫仿真是實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容，必須予以重點(diǎn)處理。另外，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的方式多種，仿真系統(tǒng)往往需要采用幀動(dòng)畫或者雙緩存技術(shù)等方式，實(shí)現(xiàn)加工過程中的動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)內(nèi)容[3]。1.4碰撞干涉檢測技術(shù)。碰撞干涉檢測技術(shù)屬于數(shù)控加工仿真實(shí)現(xiàn)的重要內(nèi)容之一。一般來說，數(shù)控加工仿真往往以三維空間碰撞干涉檢測技術(shù)為主。基于三維空間下，動(dòng)態(tài)碰撞檢測技術(shù)需要基于圖象空間的碰撞檢測或者基于物體空間的碰撞檢測進(jìn)行深入分析。其中，基于圖象空間碰撞檢測的三維模型主要以二維平面作為主要的投影，并利用深度緩存等方式進(jìn)行合理計(jì)算，目的在于判斷碰撞是否真實(shí)發(fā)生。基于物體空間碰撞檢測的三維模型主要利用幾何特征進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)最終得出的求交結(jié)果準(zhǔn)確判斷是否存在碰撞干涉情況。

2數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展與展望

首先，仿真過程實(shí)現(xiàn)真實(shí)化與準(zhǔn)確化。隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，物理仿真技術(shù)涉及到的切屑、切削力以及零件加工等方面的因素將會(huì)集中到仿真系統(tǒng)當(dāng)中，確保幾何仿真與物理仿真合理結(jié)合，更加準(zhǔn)確地顯示數(shù)控加工過程[4]。其次，仿真過程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化要求。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及信息化技術(shù)全面實(shí)踐于數(shù)控加工仿真過程中，可以進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)控仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與信息交互等功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的無縫對(duì)接。并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線編程、在線控制等要求。最后，仿真過程實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展。仿真系統(tǒng)可以積極與智能化技術(shù)結(jié)合，如人工智能、云計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行并行處理，實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展過程。

3結(jié)束語

雖然從某種程度上來說，數(shù)控加工仿真技術(shù)取得了較大的突破與發(fā)展前景，并在加工效率與生產(chǎn)效率方面取得較大進(jìn)步，為工業(yè)生產(chǎn)提供了一定指導(dǎo)作用，但是隨著數(shù)控加工精度與加工效率要求的不斷提高，數(shù)控程序?qū)?huì)變得更加繁瑣與復(fù)雜。針對(duì)于此，相關(guān)研究人員不可坐以待斃、止步不前，應(yīng)該結(jié)合數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢，進(jìn)一步優(yōu)化與完善數(shù)控加工仿真技術(shù)內(nèi)容，加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，從根本上促進(jìn)我國數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1]賈曉麗，劉俊，陳開源，劉璇.數(shù)控加工仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J].價(jià)值工程，2018，37（13）：143-145.

[2]張和祥.基于智能終端的數(shù)控加工仿真技術(shù)的研究與開發(fā)[D].江南大學(xué)，2014.

[3]王正濱.面向銑削加工的虛擬機(jī)床技術(shù)的研究[D].大連理工大學(xué)，2003.

作者:李建曉 單位:邢臺(tái)技師學(xué)院