虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)與應(yīng)用研究

劉軍壯

（青島工程學(xué)院，山東 青島 266000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與成長，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中對(duì)數(shù)控車床加工技術(shù)的要求也變得越來越高，將虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際中，不單單能夠大幅度地提升工業(yè)機(jī)械數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)，同時(shí)，還能加快我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步與速度?；诖耍疚膶?duì)虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究。

1 虛擬數(shù)控車床的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)分析

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良性

首先，虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)能夠?qū)?shí)際的數(shù)控車床進(jìn)行真實(shí)的模擬，同時(shí)，還能將真實(shí)車床的每項(xiàng)功能完美地展現(xiàn)出來，不會(huì)因?yàn)樘摂M數(shù)控車床本身的虛擬性而造成失去結(jié)構(gòu)真實(shí)性的特點(diǎn)。

其次，虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)的每個(gè)模塊中都有顆粒性，這種顆粒性的作用能夠讓虛擬數(shù)控車床中的每個(gè)模塊都能進(jìn)行獨(dú)立地工作，大幅度地增強(qiáng)虛擬數(shù)控車床的可操作性制。

最后，顆粒度還具有適合性，因?yàn)槊總€(gè)模塊的顆粒度都是經(jīng)過專業(yè)的設(shè)計(jì)，具有科學(xué)性與合理性的特點(diǎn)，能夠完美地展現(xiàn)虛擬數(shù)控機(jī)床模塊的真實(shí)度，經(jīng)過對(duì)模擬數(shù)控機(jī)床中每個(gè)不同模塊的框架進(jìn)行細(xì)致、認(rèn)真的研究與分析，真正地將不同模塊之間進(jìn)行了有效的連接與有機(jī)的結(jié)合，同時(shí)還能夠根據(jù)要求的不同而特意定制內(nèi)容不同的數(shù)控車床。

1.2 圖形接口具有完善性

只有當(dāng)虛擬數(shù)控車床具有完善性的圖形接口時(shí)，才能經(jīng)過計(jì)算機(jī)真正地對(duì)于數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模擬，同時(shí)也只有擁有了完善性的結(jié)構(gòu)，才能夠根據(jù)機(jī)床不同的運(yùn)行參數(shù)來對(duì)其進(jìn)行不同的反應(yīng)，以此大幅度地提升人機(jī)融合的程度。

1.3 符號(hào)數(shù)據(jù)接口具有健全性

只有經(jīng)過了符號(hào)數(shù)據(jù)接口，虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)才能進(jìn)一步地模擬出數(shù)控機(jī)床的具體運(yùn)行狀態(tài)，方便不同的型號(hào)代表靜態(tài)與動(dòng)態(tài)。同時(shí)通過符號(hào)數(shù)據(jù)接口還能將虛擬數(shù)控車床與外部環(huán)境有機(jī)地聯(lián)合在一起，為數(shù)控車床軟件健康、有序的運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.4 擁有了網(wǎng)絡(luò)支持功能

只有本身具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能，才能夠更好地為虛擬數(shù)控車床提供工作的環(huán)境，確保虛擬數(shù)控車床能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員所操作，并與外部的環(huán)境進(jìn)行有效的連接，提供相互操作性能。

1.5 數(shù)據(jù)格式具有標(biāo)準(zhǔn)性

虛擬數(shù)控機(jī)床的主要存儲(chǔ)方式主要是經(jīng)過數(shù)據(jù)的傳輸和處理而將其真正地實(shí)現(xiàn)，因此，數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)樘摂M機(jī)床與外部制造資源提供相互操作的機(jī)會(huì)。

2 虛擬數(shù)控車床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

虛擬數(shù)控車床系統(tǒng)主要是運(yùn)用了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)仿真技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)中代碼對(duì)虛擬數(shù)控車床進(jìn)行與之相對(duì)應(yīng)的模仿，并對(duì)機(jī)械實(shí)際加工中涉及的所有步驟與環(huán)節(jié)都可以進(jìn)行虛擬的模仿。

虛擬數(shù)控車床加工的實(shí)際環(huán)境與所有的過程，組成了虛擬數(shù)控車床加工全系統(tǒng)。但其中有一點(diǎn)值得關(guān)注與重視，那就是加工的環(huán)境能夠?qū)?shù)控車床的仿真模擬部分造成不同程度的影響，同時(shí)也也會(huì)涉及到車床生產(chǎn)過程當(dāng)中的車床與刀具等。

此外，虛擬數(shù)控車床加工系統(tǒng)還將生產(chǎn)加工過程的虛擬融入其中，虛擬的部分主要是由計(jì)算機(jī)代碼的翻譯部分、三維模擬仿真部分等共同組合完成。因?yàn)樘摂M數(shù)控車床的模塊當(dāng)中具有顆粒性的特點(diǎn)，所以才會(huì)確保出裝當(dāng)中的每個(gè)系統(tǒng)模塊都能夠順利、有序地進(jìn)行獨(dú)立性的工作與生產(chǎn)，大幅度地提升了虛擬數(shù)控車床的可操作性質(zhì)。

3 虛擬數(shù)控車床的運(yùn)用

3.1 將其作為生產(chǎn)模擬

生產(chǎn)模擬在虛擬數(shù)控車床中扮演的重要角色，占據(jù)著關(guān)鍵的位置，同時(shí)也是主要的功能，能夠?yàn)榫唧w的生產(chǎn)生活帶來極大的便利與快捷。從生產(chǎn)模擬的角度來說，虛擬數(shù)控車床能夠根據(jù)相關(guān)工作人員要求的標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)，對(duì)車床加工的工程整體進(jìn)行模擬與仿真。

經(jīng)過了虛擬仿真，可以以最快的速度認(rèn)真、細(xì)致地觀察生產(chǎn)過程中原材料的運(yùn)用情況，之后可以按照實(shí)際的生產(chǎn)要求，適當(dāng)?shù)貙?duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，促進(jìn)機(jī)械行業(yè)慢慢地向著自動(dòng)化的方向轉(zhuǎn)變和發(fā)展。

3.2 降低數(shù)控生產(chǎn)的成本

因?yàn)槟M數(shù)控機(jī)床在具體的數(shù)控生產(chǎn)模擬過程中能夠起到虛擬仿真的作用，同時(shí)，還能夠?yàn)闄C(jī)械企業(yè)培養(yǎng)出一批又一批專業(yè)能力強(qiáng)的技術(shù)人員提供完美的方案與計(jì)劃。通過科學(xué)、合理地運(yùn)用虛擬數(shù)控車床，企業(yè)能夠隨時(shí)對(duì)數(shù)控生產(chǎn)的方案進(jìn)行不斷的檢查和適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將已經(jīng)設(shè)計(jì)好的生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到數(shù)控車床，進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)實(shí)的數(shù)控車床進(jìn)行虛擬的產(chǎn)品生產(chǎn)模擬。

對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)模擬，能夠幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)過程當(dāng)中技術(shù)還存在著哪些問題與不足，進(jìn)一步地對(duì)產(chǎn)業(yè)流程進(jìn)行優(yōu)化與革新，同時(shí)還能大幅度地降低數(shù)控生產(chǎn)的成本，提高生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。

此外，虛擬數(shù)控車床不單單具有可以對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)模擬之外的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，還能夠運(yùn)用自身強(qiáng)大的特點(diǎn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的工作人員進(jìn)行真實(shí)的培訓(xùn)，在具體的生產(chǎn)模擬過程當(dāng)中，無須對(duì)車床操作人員損害數(shù)據(jù)車床進(jìn)行按章處罰。

3.3 對(duì)較煩瑣的加工過程可以完美地完成

虛擬數(shù)控車床完全可以憑借自身強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，更好地幫助技術(shù)人員共同完成較為煩瑣的加工過程，與直接操作數(shù)控車床相比較，虛擬數(shù)控車床能夠減少生產(chǎn)成本支出的數(shù)量。

在具體的機(jī)械生產(chǎn)過程中，如果相關(guān)工作人員運(yùn)用數(shù)控車床對(duì)生產(chǎn)過程極其復(fù)雜的機(jī)械生產(chǎn)流程進(jìn)行操作，那么，生產(chǎn)出來的機(jī)械零件勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)大量不合格等問題，但是如果運(yùn)用虛擬數(shù)控車床進(jìn)行復(fù)雜機(jī)械零件的生產(chǎn)，將生產(chǎn)零件的主要任務(wù)發(fā)送到虛擬環(huán)境中，之后虛擬數(shù)控車床就會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行生產(chǎn)，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)復(fù)雜機(jī)械零件的順利生產(chǎn)。

4 虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)的展望

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，我國很多領(lǐng)域迎來了自己的發(fā)展契機(jī)，尤其是隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，促進(jìn)了虛擬數(shù)控機(jī)床不斷的完善與革新，這對(duì)于我國的機(jī)械制造業(yè)來說，絕對(duì)是一件大新聞、大喜事，能夠?yàn)槠涮峁﹫?jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。而虛擬數(shù)控機(jī)床本身擁有的網(wǎng)絡(luò)化以集成化，無疑是未來發(fā)展的主要方向與趨勢(shì)。但是，同時(shí)也要注意，虛擬數(shù)控機(jī)床的發(fā)展要將國內(nèi)與國外的虛擬軟件的發(fā)展作為基礎(chǔ)與根本，不可出現(xiàn)盲目發(fā)展等問題，因?yàn)橹挥羞@樣，才能進(jìn)一步保證虛擬數(shù)控機(jī)床發(fā)展與現(xiàn)階段高速發(fā)展的基業(yè)領(lǐng)域方面相符合、相適應(yīng)、相統(tǒng)一，才能夠更好地為我國工業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的技術(shù)支持與動(dòng)力。

5 結(jié)語

綜上所述，不斷地對(duì)虛擬數(shù)控車床加工技術(shù)進(jìn)行研究與探索，不單單能夠加快數(shù)控車床加工技術(shù)應(yīng)用更好地拓展，同時(shí)對(duì)確保數(shù)控車床加工生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性也有著幫助與促進(jìn)的作用，因此，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，要加快虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的腳步與速度，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造可持續(xù)性發(fā)展，推進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)長期、穩(wěn)定、健康、有序的地發(fā)展與運(yùn)行，將我國的綜合國力再次提高到一個(gè)新的層次。