數控加工仿真技術發展現狀與趨勢

呂家鵬

1煙臺工程職業技術學院；2中國海洋大學

數控加工仿真技術發展現狀與趨勢

呂家鵬12

1煙臺工程職業技術學院；2中國海洋大學

我國社會主義經濟正處于快速發展的階段，隨之客戶對產品的要求也越來越高。為了跟上時代的步伐和滿足客戶的需求，生產廠商不得不引入先進的技術來達到縮短產品研發周期數控加工仿真技術就是這先進的技術之一，它在產品研發生產中的運用，可以改善產品研發生產質量，大大提高了產品研發生產的工作效率。數控加工仿真技術對于推動我國現代化制造業的發展有著積極的意義。

數控加工仿真技術；加工技術；發展現狀；趨勢

伴隨著科學技術的快速發展，人們生活水平也越來越高，在產品上，人們有了更高的要求。產品的生產周期，新產研發時間，產品的性能都會給企業的市場競爭力造成直接影響，引入先進的技術來縮短產品的生產周期和研發時間，提高產品的性能成了許多生產廠商和企業的迫切愿望。數控加工仿真技術的誕生給他們帶來了希望，數控加工仿真技術可以對生產過程中的產品設計、制造到裝配的進行全程模擬，并能夠非常有效地預測出制造與裝配過程中可能出現的不利因素，設計人員能在產品生產前提出及時提出修改方案，可以改善產品研發生產質量，降低使產品的次品率、縮短產品的生產周期、減小產品的開發風險從而提高生產效率與產品的市場競爭力。因此，本文就其的發展現狀做了闡述，探討其在未來發展趨勢。

一、數控加工仿真系統簡介

1.VERICUT系統

迄今為止，VERICUT系統是被世界各國應用較多的數控加工仿真模擬軟件。該系統具有兩方面的優勢，一個是可以對數控代碼的查證步驟進行模擬；另一個是可以使數控材料的切削速度得到很大程度地提高。該系統工作的基本原理是通過對數控加工的軌跡代碼進行模擬，用計算機把看到事物顯示出來，檢測刀具軌跡的精確度，從而達到設計的標準和要求。

2.VERICUT Machine Simulation系統

目前，數控加工仿真模擬軟件當中功能最齊全的要屬VERI?CUT Machine Simulation系統，當中又以機床的使用和控制過程的模擬效果最容易被實現。可識別數控代碼文件是這個系統中最為重要的功能之一，它配合G－代碼完成模擬加工的過程。在實際的仿真操作過程中，通常把VERICUT系統結合VERICUT Machine Simulation系統來使用，運用到模擬機床的運作中，效果極其理想。該系統不僅能夠數控加工過程中，提高發現錯誤準確度，還可以VERICUT系統的配合下，對工件的切割過程進行仿真模擬，提高數控代碼的競爭度，使得數控加工的效率得到全面提升。

二、數控加工仿真技術發展現狀

隨著科學技術的日益發展，我過數控技術的發展有了質的飛躍，數控程序的正確性對產品最終的加工質量起到直接決定的作用。在傳統的方法中，是通過試切的方法來確保數控程序的準確度，這種方法的具體做法是通過用容易切削的材料代替作業中的器具，來實現對加工的指令的較為全面的檢測。此外，在數控加工中，通常還使用軌跡顯示法。然而這些方法都存在費時、費力等這些明顯的弊端和不足，它在給企業帶來很高的生產成本的同時，還會延長了整個產品的研發周期，這不僅不符合企業對經濟效益的追求，也使產品錯失了在市場競爭中的最佳投入時機。

人們對仿真技術在數控加工中的應用的關注度越來越高，而在實際工作中，通常所說的數控加工仿真技術，主要指的是在模擬機床加工狀況中的具體運用，這種技術還要通過計算機模擬技術來實現?，F在，有關的數控加工仿真技術課程已經在部分學校開設出來，通過這樣的課程也培養了一批優秀的專業人才，為學生以后進入企業工作打下良好扎實的基礎。在企業在加工生產過程中，數控加工仿真技術也得到一定程度的推廣和運用。企業通過引入這種技術，讓加工產品的精度得到了保障，大幅度地縮短產品的研發周期，提高產品質量，從而提高企業市場的綜合競爭力。

三、數控加工仿真技術的發展趨勢

1.幾何仿真與物理仿真的融合發展

對于幾何仿真與物理仿真的發展，就他們所包含的關鍵技術而言，由于計算量的不同，使得它們的發展是相對獨立的。但是，它們也存在相同的地方，具體表現在在對工件加工表面完整性、尺寸精度控制、加工變形控制等的要求上。具有這方面相同的要求，可以預測未來數控加工仿真技術發展一個極其重要方向，。近幾年，通過大量的研究，人們在幾何與物理的集成仿真上取得了重要進展。在了Force TM模塊在Vericut最新版本中的推出。這個模塊在刀具承載的切削力、最大切屑厚度、主軸功率和允許的最大進給速度的計算條件的約束下，能計算出準確度極高最大的進給速度。通過這樣計算出來的進給速度趨于理想，具有很高的應用價值，還有美國的一家公司開發的“Production Module”模塊實現了多軸加工過程中的切削溫度等的同時進行預測，并更進一步優化了切削的參數。通過上述的幾個方面都可以看出，數控加工過程仿真技術已經從單純的幾何與運動仿真向幾何與物理相結合的仿真的方向發展。

2.數控加工仿真支撐智能加工技術發展

為了實現實時判定加工過程的工況，必須要將實際監測數據與監控系統獲得的在每個切屑位置上的理論數據進行對比和分析。此外，為加工過程的及時進行調整，要求數控機床實際運行的程序和優化結果的參數必須極為接近。就數控加工技術幾何仿真與物理仿真技術的發展和它們的關鍵技術，不難看出，產品加工過程所需的切削力、幾何尺寸等信息是可以通過數控加工仿真技術得到的。對于智能加工來說，通過數控加工仿真技術，還可以獲得理論所需的預測值以及很好的優化初值，從而為智能加工技術的應用提供有力的支持。

四、結論

綜上所述，在幾何仿真與物理仿真這兩方面中，數控加工仿真技術都取得了一定的進展，對于生產過程的加工缺陷起到減少或避免的實際性作用，使得加工效率得到很大程度的提高。幾何仿真與物理仿真技術的融合發展能夠把更多的數據與信息提供到給復雜的、多軸數控加工過程的仿真中，使得仿真結果更接貼近真實的生產過程。因此，運用數控仿真技術，不僅可以實現對實際加工過程的切削參數優化、工藝調整，還能夠把進給具有智能化調控特點的優化的初值提供給加工過程，大力推進了加工技術產品加工中的智能化發展。

[1]王蔚.數控加工仿真關鍵技術研究與軟件開發[J].黑龍江科技信息，2016（27）

[2]解景浦,王智能,郝宏偉,馮之權.數控加工仿真軟件的功能特點與應用[J].裝備制造，2009（11）