模擬仿真技術在數控加工過程的應用

何靜

摘? 要：隨著計算機技術的不斷發展，模擬仿真技術不斷應用于企業生產中，但是由于模擬仿真技術還不夠成熟，影響了企業生產加工的質量和效率，基于此，該文首先闡述了仿真計算機技術的應用現狀，其次分析了計算機技術在機械加工制造中的應用、仿真技術在數控加工中的應用以及計算機在數控編程中的應用，希望能為相關人員提供參考。

關鍵詞：虛擬加工;數控機床;模擬仿真技術

中圖分類號：TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

模擬仿真技術廣泛應用于工業生產當中，其可以對制造業的流水線生產和特定環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，對模擬仿真技術在數控加工領域進行分析，不斷優化數控加工過程，才能使信息技術更好地為工業生產提供服務。仿真技術主要是利用物理模型或數學模型模擬真實條件下的環境或場景。將計算機仿真技術引入零件數控加工中，是用于研究和設計復雜系統的新型有效工具，在這種有利條件的作用下催生出數控加工仿真技術。

1 計算機仿真技術應用的現狀

計算機技術的引入使中國進入了互聯網信息時代，也使得網絡及相關設備不斷發展，計算機仿真技術也因此得以快速發展。但是仿真技術在制造企業應用的過程中仍然存在很多問題。許多國家已經能夠將先進的高科技技術，象納米技術、數控技術和激光集成技術等與傳統的機械設計和制造相結合，來彌補傳統機械設計和制造的不足。

2 機械加工制造中計算機技術的應用

2.1 計算機技術的輔助功能

相對于其他技術而言，計算機技術的應用更加廣泛。人們的生產生活都離不開計算機技術。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，有必要結合特定的計算機程序進行系統而專業的學習。人們可以在繪圖和制作模型時，應用計算機技術來提高繪圖效率，讓設計結構變得更加清晰、細節更加直觀，其也為設計人員的后續修改和優化工作提供了一個更加便利的平臺。利用計算機技術，在直觀清楚地了解產品的基本信息的同時，讓相關人員一眼就能了解系統的內部結構。

2.2 計算機在數控編程中的應用

計算機編程按參與者的不同可分為手動編程（純人工）和自動編程（人機結合）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。我國的相關技術人員逐漸消除了數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的發展速度比數控技術的發展速度要快得多。數控編程是一個需要精密計算以及準確計量的技術，因此可以利用計算機技術來輔助數控編程進行工作。在專業人員運用手動編程的基礎之上，運用計算機技術讓自動編程也能更好地為企業服務，在兩者結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.計算機在數控加工中的應用

現代機械在設計和制造時，要求要在高性能設備上搭載某些應用程序，這些程序在提高質量的同時，也提高了計算機設計及處理的速度。在進行數控加工時，無論是相關材料的質量信息還是零件的體積以及數量，都是需要通過計算機進行精密的計算。因此，對于數控加工來說，計算機技術具有非常重要的作用，計算機技術也頻繁應用于企業生產中。在使用圖形軟件的同時，使用3D實體模擬技術，并在交互式自動編程系統中，通過CAD軟件提供的圖形生成和編輯功能制作零件設計圖，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。圖形軟件能自動生成工具處理軌跡的各項數據，通過驅動NC程序驅動器，識別輸入的NC程序，然后對語法進行檢查、解釋并轉換成NC命令，根據NC命令生成相應的刀具掃描體。上述數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控機床的控制。

2.4.計算機仿真技術

可視化技術與模擬技術不斷地發展，經過有機地結合后催生出了越發完善的模擬仿真技術，其能夠被機械設計與制造行業廣泛接受。該技術可以在繪圖軟件中直接完成模型設計、考慮系統設計合理性和可行性等方面的工作，節省了大量人力、物力。首先在參數設計頁面逐個輸入需要的數據，然后在網絡分區頁面繪制出對產品特性具有高適應性的模擬產品，之后運用仿真技術進行模擬操作。通過模擬仿真技術進行分析和觀察，能夠及時準確地發現產品存在的問題，并采用適當的方法加以解決，有利于提高產品質量。計算機仿真技術不是萬能的，因此需要對實際生產過程中出現的問題加以關注，并通過調整生產參數等方式來保證產品制造的效率和功能，使計算機模擬技術能夠在機械的設計制造、自動化、智能化等方面取得更好的成績。

數控加工仿真技術是計算機輔助設計和制造領域的核心技術之一。數控加工仿真技術能夠動態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象加以干預，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量要求。要想保證加工出的零件滿足設計要求，應盡可能減少工具、夾具和機床之間的相互磨損。然而當前的數控機床加工系統并未考慮刀具路徑仿真和動態實體仿真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 結語

隨著計算機技術的不斷發展，模擬仿真技術廣泛應用于企業生產中，但是由于模擬仿真技術還不夠成熟影響了企業生產加工質量和效率，因此需要對它進行更加有效的流程管理和技術控制。在數控機床加工過程中應用計算機技術，可以實現從手動操作到自動操作的轉變。模擬仿真技術可以對數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，還必須確保參數的合理設置，并防止由于參數錯誤而損壞零件。

參考文獻

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

[2]常利民.仿真技術在數控加工中的應用探討[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控加工技術中的應用和發展[J].機電工程技術，2017，42（1）：16-18.