模拟仿真技术在数控加工过程的应用

何静

摘  要：随着计算机技术的不断发展，模拟仿真技术不断应用于企业生产中，但是由于模拟仿真技术还不够成熟，影响了企业生产加工的质量和效率，基于此，该文首先阐述了仿真计算机技术的应用现状，其次分析了计算机技术在机械加工制造中的应用、仿真技术在数控加工中的应用以及计算机在数控编程中的应用，希望能为相关人员提供参考。

关键词：虚拟加工;数控机床;模拟仿真技术

中图分类号：TP391.9                文献标志码：A

模拟仿真技术广泛应用于工业生产当中，其可以对制造业的流水线生产和特定环境以及变量进行分析，起到了控制以及模拟操作的作用，所以，对模拟仿真技术在数控加工领域进行分析，不断优化数控加工过程，才能使信息技术更好地为工业生产提供服务。仿真技术主要是利用物理模型或数学模型模拟真实条件下的环境或场景。将计算机仿真技术引入零件数控加工中，是用于研究和设计复杂系统的新型有效工具，在这种有利条件的作用下催生出数控加工仿真技术。

1 计算机仿真技术应用的现状

计算机技术的引入使中国进入了互联网信息时代，也使得网络及相关设备不断发展，计算机仿真技术也因此得以快速发展。但是仿真技术在制造企业应用的过程中仍然存在很多问题。许多国家已经能够将先进的高科技技术，象纳米技术、数控技术和激光集成技术等与传统的机械设计和制造相结合，来弥补传统机械设计和制造的不足。

2 机械加工制造中计算机技术的应用

2.1 计算机技术的辅助功能

相对于其他技术而言，计算机技术的应用更加广泛。人们的生产生活都离不开计算机技术。计算机可以代替或辅助人工进行管理和工作，因此对于机械加工制造过程，有必要结合特定的计算机程序进行系统而专业的学习。人们可以在绘图和制作模型时，应用计算机技术来提高绘图效率，让设计结构变得更加清晰、细节更加直观，其也为设计人员的后续修改和优化工作提供了一个更加便利的平台。利用计算机技术，在直观清楚地了解产品的基本信息的同时，让相关人员一眼就能了解系统的内部结构。

2.2 计算机在数控编程中的应用

计算机编程按参与者的不同可分为手动编程（纯人工）和自动编程（人机结合）2种。手动编程需要人为手动操作，而自动编程则通过人与计算机相结合的方式，使用CNC等编程语言编写、处理、测试程序。我国的相关技术人员逐渐消除了数控语言和计算机语言之间的隔阂，同时也意识到计算机技术的发展速度比数控技术的发展速度要快得多。数控编程是一个需要精密计算以及准确计量的技术，因此可以利用计算机技术来辅助数控编程进行工作。在专业人员运用手动编程的基础之上，运用计算机技术让自动编程也能更好地为企业服务，在两者结合之前需要注意它们能否兼容、是否能满足CNC编程的条件。

2.3.计算机在数控加工中的应用

现代机械在设计和制造时，要求要在高性能设备上搭载某些应用程序，这些程序在提高质量的同时，也提高了计算机设计及处理的速度。在进行数控加工时，无论是相关材料的质量信息还是零件的体积以及数量，都是需要通过计算机进行精密的计算。因此，对于数控加工来说，计算机技术具有非常重要的作用，计算机技术也频繁应用于企业生产中。在使用图形软件的同时，使用3D实体模拟技术，并在交互式自动编程系统中，通过CAD软件提供的图形生成和编辑功能制作零件设计图，完成对零件的建模，接着通过人机交互的方式对加工方法进行筛选，选择要处理的部件，输入加工时需要的工艺参数。图形软件能自动生成工具处理轨迹的各项数据，通过驱动NC程序驱动器，识别输入的NC程序，然后对语法进行检查、解释并转换成NC命令，根据NC命令生成相应的刀具扫描体。上述数控模拟过程都可以通过三维动画的形式，在计算机屏幕上显示出来，并以此为模板完成对数控机床的控制。

2.4.计算机仿真技术

可视化技术与模拟技术不断地发展，经过有机地结合后催生出了越发完善的模拟仿真技术，其能够被机械设计与制造行业广泛接受。该技术可以在绘图软件中直接完成模型設计、考虑系统设计合理性和可行性等方面的工作，节省了大量人力、物力。首先在参数设计页面逐个输入需要的数据，然后在网络分区页面绘制出对产品特性具有高适应性的模拟产品，之后运用仿真技术进行模拟操作。通过模拟仿真技术进行分析和观察，能够及时准确地发现产品存在的问题，并采用适当的方法加以解决，有利于提高产品质量。计算机仿真技术不是万能的，因此需要对实际生产过程中出现的问题加以关注，并通过调整生产参数等方式来保证产品制造的效率和功能，使计算机模拟技术能够在机械的设计制造、自动化、智能化等方面取得更好的成绩。

数控加工仿真技术是计算机辅助设计和制造领域的核心技术之一。数控加工仿真技术能够动态地模拟整个机床的加工流程，以此对加工过程中的漏切和过切等现象加以干预，还可以显示加工过程中夹具或机器的碰撞情况，验证加工零件的最终形状是否满足质量要求。要想保证加工出的零件满足设计要求，应尽可能减少工具、夹具和机床之间的相互磨损。然而当前的数控机床加工系统并未考虑刀具路径仿真和动态实体仿真2种模拟模式，而且在虚拟模型中忽略了柄和夹具、机床、刀具、工件、夹具之间是否会相互干涉的问题，因此该模型的模拟效果不是很令人满意。

3 结语

随着计算机技术的不断发展，模拟仿真技术广泛应用于企业生产中，但是由于模拟仿真技术还不够成熟影响了企业生产加工质量和效率，因此需要对它进行更加有效的流程管理和技术控制。在数控机床加工过程中应用计算机技术，可以实现从手动操作到自动操作的转变。模拟仿真技术可以对数控机床加工中过程进行很好的控制，而在这一过程中，需要综合考虑加工工艺和操作流程等因素的影响。对于三维零件中的不确定因素，还必须确保参数的合理设置，并防止由于参数错误而损坏零件。

参考文献

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