模擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工過程的應(yīng)用

何靜

摘? 要：隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，模擬仿真技術(shù)不斷應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)中，但是由于模擬仿真技術(shù)還不夠成熟，影響了企業(yè)生產(chǎn)加工的質(zhì)量和效率，基于此，該文首先闡述了仿真計算機技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，其次分析了計算機技術(shù)在機械加工制造中的應(yīng)用、仿真技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用以及計算機在數(shù)控編程中的應(yīng)用，希望能為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：虛擬加工;數(shù)控機床;模擬仿真技術(shù)

中圖分類號：TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

模擬仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當中，其可以對制造業(yè)的流水線生產(chǎn)和特定環(huán)境以及變量進行分析，起到了控制以及模擬操作的作用，所以，對模擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工領(lǐng)域進行分析，不斷優(yōu)化數(shù)控加工過程，才能使信息技術(shù)更好地為工業(yè)生產(chǎn)提供服務(wù)。仿真技術(shù)主要是利用物理模型或數(shù)學模型模擬真實條件下的環(huán)境或場景。將計算機仿真技術(shù)引入零件數(shù)控加工中，是用于研究和設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)的新型有效工具，在這種有利條件的作用下催生出數(shù)控加工仿真技術(shù)。

1 計算機仿真技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

計算機技術(shù)的引入使中國進入了互聯(lián)網(wǎng)信息時代，也使得網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)設(shè)備不斷發(fā)展，計算機仿真技術(shù)也因此得以快速發(fā)展。但是仿真技術(shù)在制造企業(yè)應(yīng)用的過程中仍然存在很多問題。許多國家已經(jīng)能夠?qū)⑾冗M的高科技技術(shù)，象納米技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和激光集成技術(shù)等與傳統(tǒng)的機械設(shè)計和制造相結(jié)合，來彌補傳統(tǒng)機械設(shè)計和制造的不足。

2 機械加工制造中計算機技術(shù)的應(yīng)用

2.1 計算機技術(shù)的輔助功能

相對于其他技術(shù)而言，計算機技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。人們的生產(chǎn)生活都離不開計算機技術(shù)。計算機可以代替或輔助人工進行管理和工作，因此對于機械加工制造過程，有必要結(jié)合特定的計算機程序進行系統(tǒng)而專業(yè)的學習。人們可以在繪圖和制作模型時，應(yīng)用計算機技術(shù)來提高繪圖效率，讓設(shè)計結(jié)構(gòu)變得更加清晰、細節(jié)更加直觀，其也為設(shè)計人員的后續(xù)修改和優(yōu)化工作提供了一個更加便利的平臺。利用計算機技術(shù)，在直觀清楚地了解產(chǎn)品的基本信息的同時，讓相關(guān)人員一眼就能了解系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.2 計算機在數(shù)控編程中的應(yīng)用

計算機編程按參與者的不同可分為手動編程（純?nèi)斯ぃ┖妥詣泳幊蹋ㄈ藱C結(jié)合）2種。手動編程需要人為手動操作，而自動編程則通過人與計算機相結(jié)合的方式，使用CNC等編程語言編寫、處理、測試程序。我國的相關(guān)技術(shù)人員逐漸消除了數(shù)控語言和計算機語言之間的隔閡，同時也意識到計算機技術(shù)的發(fā)展速度比數(shù)控技術(shù)的發(fā)展速度要快得多。數(shù)控編程是一個需要精密計算以及準確計量的技術(shù)，因此可以利用計算機技術(shù)來輔助數(shù)控編程進行工作。在專業(yè)人員運用手動編程的基礎(chǔ)之上，運用計算機技術(shù)讓自動編程也能更好地為企業(yè)服務(wù)，在兩者結(jié)合之前需要注意它們能否兼容、是否能滿足CNC編程的條件。

2.3.計算機在數(shù)控加工中的應(yīng)用

現(xiàn)代機械在設(shè)計和制造時，要求要在高性能設(shè)備上搭載某些應(yīng)用程序，這些程序在提高質(zhì)量的同時，也提高了計算機設(shè)計及處理的速度。在進行數(shù)控加工時，無論是相關(guān)材料的質(zhì)量信息還是零件的體積以及數(shù)量，都是需要通過計算機進行精密的計算。因此，對于數(shù)控加工來說，計算機技術(shù)具有非常重要的作用，計算機技術(shù)也頻繁應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)中。在使用圖形軟件的同時，使用3D實體模擬技術(shù)，并在交互式自動編程系統(tǒng)中，通過CAD軟件提供的圖形生成和編輯功能制作零件設(shè)計圖，完成對零件的建模，接著通過人機交互的方式對加工方法進行篩選，選擇要處理的部件，輸入加工時需要的工藝參數(shù)。圖形軟件能自動生成工具處理軌跡的各項數(shù)據(jù)，通過驅(qū)動NC程序驅(qū)動器，識別輸入的NC程序，然后對語法進行檢查、解釋并轉(zhuǎn)換成NC命令，根據(jù)NC命令生成相應(yīng)的刀具掃描體。上述數(shù)控模擬過程都可以通過三維動畫的形式，在計算機屏幕上顯示出來，并以此為模板完成對數(shù)控機床的控制。

2.4.計算機仿真技術(shù)

可視化技術(shù)與模擬技術(shù)不斷地發(fā)展，經(jīng)過有機地結(jié)合后催生出了越發(fā)完善的模擬仿真技術(shù)，其能夠被機械設(shè)計與制造行業(yè)廣泛接受。該技術(shù)可以在繪圖軟件中直接完成模型設(shè)計、考慮系統(tǒng)設(shè)計合理性和可行性等方面的工作，節(jié)省了大量人力、物力。首先在參數(shù)設(shè)計頁面逐個輸入需要的數(shù)據(jù)，然后在網(wǎng)絡(luò)分區(qū)頁面繪制出對產(chǎn)品特性具有高適應(yīng)性的模擬產(chǎn)品，之后運用仿真技術(shù)進行模擬操作。通過模擬仿真技術(shù)進行分析和觀察，能夠及時準確地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問題，并采用適當?shù)姆椒右越鉀Q，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。計算機仿真技術(shù)不是萬能的，因此需要對實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題加以關(guān)注，并通過調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)等方式來保證產(chǎn)品制造的效率和功能，使計算機模擬技術(shù)能夠在機械的設(shè)計制造、自動化、智能化等方面取得更好的成績。

數(shù)控加工仿真技術(shù)是計算機輔助設(shè)計和制造領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。數(shù)控加工仿真技術(shù)能夠動態(tài)地模擬整個機床的加工流程，以此對加工過程中的漏切和過切等現(xiàn)象加以干預(yù)，還可以顯示加工過程中夾具或機器的碰撞情況，驗證加工零件的最終形狀是否滿足質(zhì)量要求。要想保證加工出的零件滿足設(shè)計要求，應(yīng)盡可能減少工具、夾具和機床之間的相互磨損。然而當前的數(shù)控機床加工系統(tǒng)并未考慮刀具路徑仿真和動態(tài)實體仿真2種模擬模式，而且在虛擬模型中忽略了柄和夾具、機床、刀具、工件、夾具之間是否會相互干涉的問題，因此該模型的模擬效果不是很令人滿意。

3 結(jié)語

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，模擬仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)中，但是由于模擬仿真技術(shù)還不夠成熟影響了企業(yè)生產(chǎn)加工質(zhì)量和效率，因此需要對它進行更加有效的流程管理和技術(shù)控制。在數(shù)控機床加工過程中應(yīng)用計算機技術(shù)，可以實現(xiàn)從手動操作到自動操作的轉(zhuǎn)變。模擬仿真技術(shù)可以對數(shù)控機床加工中過程進行很好的控制，而在這一過程中，需要綜合考慮加工工藝和操作流程等因素的影響。對于三維零件中的不確定因素，還必須確保參數(shù)的合理設(shè)置，并防止由于參數(shù)錯誤而損壞零件。

參考文獻

[1]李陽，趙永成，魏蘭.數(shù)控加工仿真技術(shù)研究綜述[J].系統(tǒng)仿真技術(shù)，2018，4（2）：111-116.

[2]常利民.仿真技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用探討[J].機械與電子，2016（13）：512-513.

[3]呼剛義，王蓀馨，楊鵬.虛擬加工仿真軟件在數(shù)控加工技術(shù)中的應(yīng)用和發(fā)展[J].機電工程技術(shù)，2017，42（1）：16-18.