數(shù)控加工中仿真技術(shù)的應(yīng)用探析

王同剛

（1.河南理工大學(xué),河南 焦作 454000;2.新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453000）

數(shù)控加工中仿真技術(shù)的應(yīng)用探析

王同剛1,2

（1.河南理工大學(xué),河南 焦作 454000;2.新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453000）

作為國家復(fù)興的重要基礎(chǔ)，制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為了我國社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。尤其在科技和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的當(dāng)下，產(chǎn)品制造水平的差異很大程度上決定了競(jìng)爭(zhēng)力。在面對(duì)客戶的多樣化和個(gè)性化需求時(shí)，廠商唯有通過不斷提高產(chǎn)品的工藝、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量等方面來對(duì)獲得消費(fèi)的認(rèn)同。因此，選取當(dāng)下數(shù)控加工中最受關(guān)注的仿真技術(shù)為分析目標(biāo)，旨在借此幫助制造業(yè)更加清晰地認(rèn)識(shí)該技術(shù)，提高加工的質(zhì)效水平，為我國現(xiàn)代化制造業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

數(shù)控加工；仿真技術(shù)；VERICUT；系統(tǒng)

0 引言

在近五年的時(shí)間里，網(wǎng)商得到巨大的發(fā)展，消費(fèi)個(gè)性化需求也成為了各個(gè)生產(chǎn)廠家所競(jìng)相搶占的資源。在未來的時(shí)間里，廠家只有不斷強(qiáng)化對(duì)技術(shù)的應(yīng)用，才能對(duì)產(chǎn)品的制作周期、精密度以及外觀等方面進(jìn)行優(yōu)化，才能最終實(shí)現(xiàn)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)化。仿真技術(shù)可謂是近年來最受青睞的技術(shù)，其代表著數(shù)控技術(shù)對(duì)虛擬仿真的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技能培訓(xùn)的質(zhì)效提升。對(duì)于制造業(yè)而言，雖然可以借助計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行輔助，但是三維環(huán)境下的刀具運(yùn)動(dòng)和加工軌跡還是需要仿真技術(shù)的再現(xiàn)。在通過計(jì)算之后對(duì)刀具的運(yùn)行軌跡進(jìn)行控制，并以此生成相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床科技識(shí)別的代碼，在VERICUT系統(tǒng)和仿真軟件的支持下進(jìn)行模擬，在仿真的加工環(huán)境中呈現(xiàn)。這樣一來，產(chǎn)品的加工效率便得到了相應(yīng)的提升，對(duì)于研發(fā)和制造周期都有不小的助力，對(duì)于企業(yè)而言更是綜合競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。

1 數(shù)控加工方針技術(shù)在當(dāng)今的研究現(xiàn)狀

21世紀(jì)的數(shù)控技術(shù)受到全球化的推動(dòng)，其發(fā)展速率不斷提升，制造業(yè)在數(shù)控技術(shù)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(shù)。對(duì)于數(shù)控技術(shù)而言，正確性的最大化也成為了技術(shù)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(jìn)行試切，但是也使得加工指令的檢驗(yàn)變得更加充分。同時(shí)，也有不少的方法得以應(yīng)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(duì)刀具軌跡進(jìn)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(yīng)用也存在不少的局限性，尤其是對(duì)人力、物力以及時(shí)間的消耗，使得生產(chǎn)成本的壓力變得更大，而且生產(chǎn)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(jì)算機(jī)對(duì)仿真模擬技術(shù)進(jìn)行更大程度的革新，不僅實(shí)現(xiàn)試切情境的模型化、仿真計(jì)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(shí)也使得其他項(xiàng)目的生產(chǎn)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(shù)研究來看，方向和重點(diǎn)主要針對(duì)刀具軌跡展開的，仿真模擬效果也得可喜的進(jìn)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(duì)機(jī)床加工采取進(jìn)一步的研發(fā)，才能對(duì)機(jī)床加工階段的刀具過切、刀具及夾具與機(jī)床之間的磨損度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。與此同時(shí)，機(jī)床加工成效的預(yù)估也是重要的參考因素，因此，需要對(duì)刀具加工進(jìn)行優(yōu)化，最終確保產(chǎn)品質(zhì)量與零件加工效率與機(jī)床的利用率等等。

2 VERICUT仿真技術(shù)系統(tǒng)的介紹

2.1 VERICUT系統(tǒng)

從目前的實(shí)際應(yīng)用狀況來看，VERICUT系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)具有相對(duì)廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)具有兩方面的優(yōu)勢(shì)，其一是能夠?qū)?shù)控代碼的查證步驟進(jìn)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(duì)數(shù)控加工的軌跡代碼進(jìn)行模擬，并借此將其在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行呈現(xiàn)，為刀具軌跡精度的檢測(cè)提供了有效的平臺(tái)，更對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行了根本的滿足。但是在運(yùn)行的準(zhǔn)備階段，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷、改進(jìn)和調(diào)整，確保仿真系統(tǒng)可以發(fā)揮應(yīng)有的技術(shù)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(jī)床運(yùn)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(duì)于這一系統(tǒng)的運(yùn)行最重要的便是能夠?qū)ψR(shí)別數(shù)控代碼文件進(jìn)行識(shí)別，并結(jié)合G-代碼開展模擬加工的環(huán)節(jié)。對(duì)于實(shí)際運(yùn)行的仿真系統(tǒng)而言， VERICUT軟件首先需要和機(jī)床進(jìn)行綁定，才能在使用過程中模擬機(jī)床的運(yùn)用軌跡及其他具體狀況，確保數(shù)控加工階段的錯(cuò)誤和問題可以被檢驗(yàn)出，并加以改正，全面提高數(shù)控加工的質(zhì)效水平。

3 數(shù)控加工中仿真技術(shù)的應(yīng)用

從數(shù)控技術(shù)具體狀況來看，工藝路線已經(jīng)成為了編制的重點(diǎn)，刀具和加工參數(shù)也成為了整個(gè)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(duì)于具體工作的效率和零件質(zhì)量均具有較大的影響。因此，在生產(chǎn)過程中，無論是復(fù)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(gè)零件加工工藝的難點(diǎn)，產(chǎn)生的作用至關(guān)重要。

從現(xiàn)階段的虛擬加工技術(shù)應(yīng)用來看，雖然可以滿足對(duì)數(shù)控代碼的驗(yàn)證，也能滿足對(duì)整個(gè)工藝路線的合理性和正確性的驗(yàn)證，但是最終卻只能對(duì)道具和參數(shù)的選擇進(jìn)行定性分析。這樣就需要結(jié)合其他軟件能進(jìn)行相關(guān)定量分析的軟件，例如VERICUT軟件。該軟件的優(yōu)勢(shì)在于能夠開展自動(dòng)化對(duì)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(jìn)行更高效和準(zhǔn)確的刀具確定。同時(shí)，也能夠通過具體條件開展虛擬驗(yàn)證工作，對(duì)于運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的潛在危險(xiǎn)因子進(jìn)行分析，并對(duì)工藝方案進(jìn)行優(yōu)化。隨著時(shí)間的推移，也有不少的仿真軟件能夠?qū)?shù)控加工階段進(jìn)行整體的仿真與模擬，這使得程序調(diào)控所需的時(shí)間和資源得到了有效節(jié)約，對(duì)于制造業(yè)的發(fā)展有了很大程度的推動(dòng)。

4 結(jié)束語

數(shù)控加工仿真技術(shù)的迅猛發(fā)展使得復(fù)雜的零件加工質(zhì)效水平有了很大程度的提升，同時(shí)也使得調(diào)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(cuò)誤更機(jī)床和工件帶來的損傷問題。但是，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展仍需要對(duì)產(chǎn)品的物理現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行深入的研究，才能更大程度地發(fā)揮仿真技術(shù)優(yōu)勢(shì)，最終使得數(shù)控加工的精度、質(zhì)量、生產(chǎn)周期以及效率得到更大的提升。

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

[2]王守峰.小議數(shù)控加工中仿真技術(shù)的應(yīng)用[J].電子測(cè)試,2015(12)：94-95.

[3]閆博.淺談數(shù)控加工中仿真技術(shù)的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng),2016(02)：84.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.221