虛擬數控車床加工技術與應用

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摘要：隨著改革開放的持續推進，我國的科學技術發展十分迅猛，為機械行業的發展提供了技術保障。數控機床技術作為機械自動化應用在機械生產中的實例之一，能夠在很大程度上解放勞動力，進而為我國的機械生產行業提供充足的發展動力。然而，在數控機床的實際應用中逐漸暴露出一些問題，譬如設備和技術人員的培養成本高。虛擬數控機床的出現很好的解決了這些問題，虛擬數控機床是通過計算機技術來虛擬數控車床的操作過程，能夠實現培訓操作人員的網絡化和智能化。本文針對虛擬數控車床的特點進行簡要分析，然后探討了虛擬數控機床的相關技術和應用場景，為機械行業的健康發展提供建設性的意見。

關鍵詞：虛擬數控車床；加工技術；機械生產

在科學技術迅猛發展的大背景下，自動化技術已經逐漸融入到現代機械生產中，人們對數控機床的加工性能也提出了更高的要求。由此可知，數控機床在現代化機械生產行業中扮演著十分重要的角色，機械企業應該投入大量資金來引進先進設備和技術，同時注重對技術操作人員的專業培訓。然而，當前多數的機械企業都是通過車床實戰來訓練技術人員，這種培訓方式存在一些不穩定的因素，而且只有操作人員在了解車床具體的理論知識之后，才能夠熟練操作數控車床。同時，在當下的機械生產技術方面，我們應該重視對虛擬數控車床加工技術的技術研究和指標分析。操作人員在工作過程中也應該注重對相應的技術發展現狀展開討論，只有通過多管齊下的方式，才能為整個機械生產行業的快速發展奠定堅實的基礎。此外，數控車床的操作人員應該對車床內部的系統結構進行研究并時刻有著創新的思想，才能使我國虛擬數控車床的發展水平再上新的臺階，從而提升我國在數控車床技術領域的發展水平。

1虛擬數控車床的特點

1.1系統結構穩定。計算機技術是虛擬數控車床的主要技術支撐，在對數控車床進行相應的仿真模擬時，所有數據都是來源于實際應用場景，促使虛擬數控機床的系統結構逐步趨于穩定。設計虛擬數控機床時，要注重以當前擁有的數控車床為基礎，進而確保能夠切實反映出數控機床的常見問題，最終為培養數控機床的操作人員提供數據保障。虛擬數控車床具有比較穩定的系統結構是由于其內部的獨立系統結構，正是這種模塊化的組合方式才使得現實中的數控車床與虛擬數控車床有著極高的相似度，進而為操作虛擬數控車床提供極高的仿真體驗。除此之外，虛擬數控車床還可以按照預定的針對性命令對內部模塊進行適應性重組，最終滿足各種應用場景的使用要求。1.2圖形結構較為完善。虛擬數控車床主要被用來仿真模擬，進而協助機械企業培訓自己的技術操作人員，因此必須要將虛擬數控車床與實際應用中的數控車床相結合，這就要求虛擬數控機床的圖形結構足夠完善。只有構建具備完善圖形結構的虛擬數控車床，才能為虛擬數控車床的模擬生產提供有力保障。近年來，虛擬數控車床的發展速度中規矩，所形成的系統體系相對完善，充分利用計算機技術實現數控的仿真，可以在一定程度上實現數控車床的靈活應對。1.3數據接口符合標準。從虛擬數控車床整體發展的角度出發，構建標準的數據接口是發展虛擬數控車床的必備技術。完善虛擬數控車床的數據接口可以協助虛擬數控車床適應外界的數據輸入，值得一提的是，在當前的虛擬數控機床大發展的背景下，我們要不斷更新虛擬數控車床的數據接口技術，進而將外界真實的數控車床與虛擬數控車床建立密切的聯系。對數據格式而言，虛擬數控車床必須與真實的數控車床符合相同的標準，從而進一步完善虛擬數控車床的功能，增強真實數控車床的整體性能。

2虛擬數控車床的系統結構分析

虛擬數控車床系統主要是借助計算機仿真技術實現，通過計算機代碼對虛擬數控車床進行相應的仿真實現，對于機械生產加工過程中涉及的虛擬仿真是整個虛擬數控車床系統中的重要組成部分。虛擬數控車床加工環境與加工過程構成虛擬數控車床加工系統，值得一提的是，加工環境能夠影響數控車床的仿真模擬部分，涉及數控車床生產過程中的車床和刀具等部分。除此之外，虛擬數控車床加工系統還包括生產加工過程的虛擬部分。虛擬部分主要由計算機代碼的編譯部分、三維模擬仿真部分、生產加工工程的質檢部分和生產加工的物理仿真部分組成。虛擬數控車床的模塊設置具有顯著的顆粒性，也正是因為車床自身的顆粒性才能夠促進車床的每個系統模塊順利進行獨立的工作，這樣就能在很大程度上提高虛擬數控車床的可操作性。

3虛擬數控車床的系統功能與技術

通過了解虛擬數控車床的仿真系統，能夠對其涉及的計算機仿真技術有一定的認知，在計算機系統開發平臺的技術支持下，虛擬數控車床可以模擬實現周圍環境，營造逼真的應用場景。虛擬數控車床仿真系統能夠建模仿真數控車床的導軌和刀架等機械設備，還能夠對機械加工過程中的車床和車床道具的切割過程進行理想的仿真模擬。此外，虛擬數控車床在出現異常工作情況時，會以指示燈或者提示音的形式報警。最后，虛擬數控車床可以在一定程度上模仿數控車床在工作時發出的聲音。總而言之，虛擬數控車床能夠廣泛應用于機械生產過程中的各個環節，整個虛擬仿真過程可以借助計算機代碼對驅動進行仿真實現，從而根據實際的運行情況修改原有的計算機代碼。幾何建模技術與虛擬數控車床的設備組裝技術構成虛擬數控車床系統的關鍵技術，建立系統過程中涉及的計算機代碼編譯轉換技術、模擬仿真技術和監測技術也是虛擬數控車床系統的技術難點。

4虛擬數控車床的應用解析

4.1生產模擬的作用。生產模擬是虛擬數控車床的主要功能，可以給實際的生產生活帶來便利。對于生產模擬而言，虛擬數控車床能夠按照我們要求的技術標準，借助虛擬仿真技術對車床加工工程進行仿真。通過我們的虛擬仿真，可以隨時觀察生產過程中的材料使用情況，從而根據實際生產需求調整我們的生產計劃，促進機械生產行業向自動化方向進展。4.2控制數控生產成本。虛擬數控車床在數控生產模擬的過程中能夠起到有力的虛擬仿真作用，能夠為機械企業培養數控車床的技術操作人員提供可行性方案。通過應用虛擬數控車床，企業能夠對其數控生產方案進行及時的檢驗和調整，將預先設置的生產數據送到數控車床，進而對現實的數控車床進行虛擬的產品生產模擬。對產品進行合格的生產模擬可以協助我們及時發現機械生產產業的技術缺陷，從而對產業流程進行相應的優化，在節約生產成本的同時提高機械生產效率。虛擬數控車床除了可以進行產品生產模擬之外，還可以被用于培養數控車床的技術人員，在生產模擬過程中不用對車床操作人員損害數控車床進行懲罰。4.3完成繁瑣的加工過程。虛擬數控車床可以協助技術人員完成繁瑣的加工過程，與直接操作數控車床相比，虛擬數控車床可以更加節約生產成本。在實際的機械生產過程中，如果直接借助數控車床對生產流程復雜的機械生產流程進行操作，生產出的機械工件會出現大批量的不合格工件。然而，借助虛擬數控車床生產的復雜機械零件可以將生產零件的任務轉移到虛擬環境中，進而根據虛擬仿真的情況進行實際的機械生產過程，最終實現復雜機械零件的順利生產。

5結論

現階段來看，隨著虛擬數控車床技術的不斷發展與完善，我們能夠將計算機技術和自動化技術融入到機械生產的加工過程中，為數控車床的加工提供更大的展示平臺，促使繁瑣的生產過程得以順利實現。除此之外，充分研究虛擬數控車床加工技術不僅能擴展數控車床的應用范圍，還可以在保證數控車床生產過程穩定性的同時提高數控車床加工技術的有效性。

參考文獻：

[1]司徒福華.淺析虛擬數控車床加工技術與應用[J].中國科技縱橫，2015（14）：43-43.

[2]田志強.淺談虛擬數控車床加工技術與應用[J].科技創新與應用，2012（29）：38.

作者:郝龍 單位:河北師范大學