數控機床加工仿真技術應用分析

何杰

摘 要 數控加工機床仿真技術應用是將傳統人工操作為主的機床加工方式轉化為數字化、自動化、信息化的計算機仿真加工形式，是一種具有人機交互、可視化操作、圖形模擬等特點的虛擬加工環境，更加優化現實數控機床加工流程與步驟。基于此，本文概述了數控機床加工仿真技術，闡述了數控機床加工仿真技術應用的工作原理及其意義，對數控機床加工仿真技術應用進行了探討分析。

關鍵詞 數控機床;加工仿真技術;應用;工作原理;意義

數控機床加工仿真技術的應用能夠對加工過程進行綜合仿真，減少和防止碰撞等其他具有生產干涉性的事故產生，有效提高了數控機床加工的安全率，對于現代制造業的發展具有重要促進作用。

1 數控機床加工仿真技術的概述

數控機床加工仿真技術是針對機床綜合加工過程進行的模擬仿真過程實現，其主要運用數學模型、物理模型等技術替代實際系統功能運行，對相對復雜的機床系統進行更新設計與研究，并且在應用成效方面顯得十分優越。建模仿真主要是以模擬現實中的數控機床工作狀態與環境，這樣就會有助于相關技術人員對零件加工過程中的實際狀況全面掌握，對一些不穩定的因素以及影響零件加工質量的問題及時了解，同時數控加工仿真技術還能夠根據正常加工運作與異常加工運作信息區分，對不穩定的信息自動處理，如零件加工時可發生碰撞、干涉等現象的信息會被及時反映出來，實現故障預測效果，進而做出相應的處理方案，減少機床加工故障問題的發生概率，促進數控機床運行效率的提升[1]。

2 數控機床加工仿真技術應用的工作原理及其意義

2.1 數控機床加工仿真技術應用的工作原理

①開發仿真加工系統。仿真加工系統的構建是建立在實際護理設備和與之相對應的活動和信息的基礎之上，而且還要能夠根據實際加工系統的變化進行改變和維護。這個仿真加工系統的構建是建立在應用CAD或者是CAM的設計功能之上，建立了機床和夾具的主要零部件模型和工件的模型，然后加工組裝成模擬仿真加工系統的設備系統，再利用CAD或者是CAM的自動數控編程功能生成零件的數控加工程序，最后根據刀具原型制作出刀具模型，這樣就完成仿真加工模型和信息準備。②仿真加工系統的機床建模。可以說機床建模是仿真加工系統的關鍵模型，也是實際數控機床在仿真加工系統下生成的數字化的模型，這種數字化模型主要包括幾何模型和運動模型，其中幾何模型就是在CAD系統下建成的，幾何模型的構建就是根據實際測量機床的尺寸、大小進行相應的建模，然后再進行裝配，形成虛擬的數控機床;運動模型主要是用來處理幾何模型在數控機床的數控程序下可以進行改變、能動的模型。③實現仿真加工系統功能。在建立了數控機床的模型之后，要想實現仿真加工的功能，就需要對各種程序進行檢查，確立各個程序的翻譯模塊，然后對運動仿真和道具的運行進行功能檢查，同時要有效地保證碰撞通過檢測標準，最后實現了真正的工作運用。

2.2 數控機床加工仿真技術應用的重要意義

具體體現在：①提高了數控機床的利用率和工作效率。當前社會的發展趨勢就是數控機床已經逐步取代了傳統的加工設備，但是目前來看，數控機床設備比較昂貴，而且對操作員工的技術要求也比較高，一旦操作失誤就會造成很大的經濟代價，運用仿真技術能夠有效地避免失誤，從而維護了數控機床的利用率和準確率，提高數控機床的工作效率。②提高了數控機床加工的準確度。仿真技術的應用，在數控加工進行之前可以模擬訓練，在實際加工操作之前，通過進行嘗試性切割計算機圖形的仿真，能夠有效地檢查出刀具軌跡的正確與否，也能夠檢查數控加工的程序是否正確，所以，模擬仿真技術提高了數控加工的準確度。③保護了數控加工設備的使用，延長了使用壽命。通過仿真技術進行演練切割，能夠有效地避免加工操作失誤給數控機床造成的損害，從而有效地延長了數控機床的使用壽命，提高了數控機床使用企業的經濟利益[2]。

3 數控機床加工仿真技術應用的分析

數控機床加工仿真技術的具體應用主要體現在：①構建器。數控機床加工應用仿真技術涉及多個不同的模塊內容，構建器在數控機床加工過程中，能夠對其指令控制提供必要工具內容，因此在實際應用中能夠增添新的設備到仿真環境中，這些“數字”設備大多圖形方式是可見的，因而用戶界面下進行組裝、更改和測試后，能夠使其功能更加強大。對于實體化的模型通常包括圓錐體、圓柱體和長方體等，將其他模型如線框模型和IGES模型從CAD系統中引出后，可以對機床主軸、夾子、夾具和工作臺等部件內容進行細節性的描述，機床構建器在對數控代碼轉換后，能夠使程序運行更加具有自動化特點。②工具箱。仿真技術在數控機床加工中使用，能夠在仿真程序控制中，對刀具長度補償、刀具直徑補償、計量長度編程、加工坐標系、宏指令、變量編程以及子程序等進行功能升級，使數控機床加工控制內容更加完善。在數控模擬狀態較為理想的狀態下，使用機床開發工具箱能夠對數控機床加工中的一些特殊加工要求和仿真要求等予以滿足。機床工具箱應用對于較為特殊和復雜的數控代碼控制能力提高，對于代碼解讀的效率也有所提升，因而能夠為數控機床加工提供代碼輸入和代碼編譯服務。③工具包。仿真技術中的幾何工具包在數控機床加工中，能夠將不同的CAD數據進行轉化，轉化形式為STL文件，也可以轉化為CGTech產品可以用的文件類型，且幾何工具包對于模型文件的問題修復功能也較為突出，可以將表面模型進一步升級為實體模型。數控機床加工仿真技術中的幾何工具包可以將系統程序中應用有限或者是無用的模型轉化成可用的夾具或者是組件等實體內容，實現數控技術應用的最優化[3]。

4 結束語

綜上所述，數控機床加工仿真技術應用可以有效對實際加工中一些碰撞、干涉等現象進行有效規避，并且通過數控機床加工仿真技術的應用能夠提高數控機床實際加工的精準度，使得加工效果得到更高的保證，因此對數控機床加工仿真技術的應用進行分析具有重要意義。

參考文獻

[1] 李軍鋒，李劍，席平.數控機床加工仿真技術及應用[J].計算機仿真，2016，（04）：92-94.

[2] 廖曉玲，劉少龍，鄧珂.探析數控機床加工仿真技術及應用創新[J].湖南農機，2016，（04）：46-47.

[3] 閆博.淺談數控加工中仿真技術的應用[J].技術與市場，2016，（02）：84.