数控加工仿真技术发展现状与趋势

吕家鹏

1烟台工程职业技术学院；2中国海洋大学

数控加工仿真技术发展现状与趋势

吕家鹏12

1烟台工程职业技术学院；2中国海洋大学

我国社会主义经济正处于快速发展的阶段，随之客户对产品的要求也越来越高。为了跟上时代的步伐和满足客户的需求，生产厂商不得不引入先进的技术来达到缩短产品研发周期数控加工仿真技术就是这先进的技术之一，它在产品研发生产中的运用，可以改善产品研发生产质量，大大提高了产品研发生产的工作效率。数控加工仿真技术对于推动我国现代化制造业的发展有着积极的意义。

数控加工仿真技术；加工技术；发展现状；趋势

伴随着科学技术的快速发展，人们生活水平也越来越高，在产品上，人们有了更高的要求。产品的生产周期，新产研发时间，产品的性能都会给企业的市场竞争力造成直接影响，引入先进的技术来缩短产品的生产周期和研发时间，提高产品的性能成了许多生产厂商和企业的迫切愿望。数控加工仿真技术的诞生给他们带来了希望，数控加工仿真技术可以对生产过程中的产品设计、制造到装配的进行全程模拟，并能够非常有效地预测出制造与装配过程中可能出现的不利因素，设计人员能在产品生产前提出及时提出修改方案，可以改善产品研发生产质量，降低使产品的次品率、缩短产品的生产周期、减小产品的开发风险从而提高生产效率与产品的市场竞争力。因此，本文就其的发展现状做了阐述，探讨其在未来发展趋势。

一、数控加工仿真系统简介

1.VERICUT系统

迄今为止，VERICUT系统是被世界各国应用较多的数控加工仿真模拟软件。该系统具有两方面的优势，一个是可以对数控代码的查证步骤进行模拟；另一个是可以使数控材料的切削速度得到很大程度地提高。该系统工作的基本原理是通过对数控加工的轨迹代码进行模拟，用计算机把看到事物显示出来，检测刀具轨迹的精确度，从而达到设计的标准和要求。

2.VERICUT Machine Simulation系统

目前，数控加工仿真模拟软件当中功能最齐全的要属VERI⁃CUT Machine Simulation系统，当中又以机床的使用和控制过程的模拟效果最容易被实现。可识别数控代码文件是这个系统中最为重要的功能之一，它配合G－代码完成模拟加工的过程。在实际的仿真操作过程中，通常把VERICUT系统结合VERICUT Machine Simulation系统来使用，运用到模拟机床的运作中，效果极其理想。该系统不仅能够数控加工过程中，提高发现错误准确度，还可以VERICUT系统的配合下，对工件的切割过程进行仿真模拟，提高数控代码的竞争度，使得数控加工的效率得到全面提升。

二、数控加工仿真技术发展现状

随着科学技术的日益发展，我过数控技术的发展有了质的飞跃，数控程序的正确性对产品最终的加工质量起到直接决定的作用。在传统的方法中，是通过试切的方法来确保数控程序的准确度，这种方法的具体做法是通过用容易切削的材料代替作业中的器具，来实现对加工的指令的较为全面的检测。此外，在数控加工中，通常还使用轨迹显示法。然而这些方法都存在费时、费力等这些明显的弊端和不足，它在给企业带来很高的生产成本的同时，还会延长了整个产品的研发周期，这不仅不符合企业对经济效益的追求，也使产品错失了在市场竞争中的最佳投入时机。

人们对仿真技术在数控加工中的应用的关注度越来越高，而在实际工作中，通常所说的数控加工仿真技术，主要指的是在模拟机床加工状况中的具体运用，这种技术还要通过计算机模拟技术来实现。现在，有关的数控加工仿真技术课程已经在部分学校开设出来，通过这样的课程也培养了一批优秀的专业人才，为学生以后进入企业工作打下良好扎实的基础。在企业在加工生产过程中，数控加工仿真技术也得到一定程度的推广和运用。企业通过引入这种技术，让加工产品的精度得到了保障，大幅度地缩短产品的研发周期，提高产品质量，从而提高企业市场的综合竞争力。

三、数控加工仿真技术的发展趋势

1.几何仿真与物理仿真的融合发展

对于几何仿真与物理仿真的发展，就他们所包含的关键技术而言，由于计算量的不同，使得它们的发展是相对独立的。但是，它们也存在相同的地方，具体表现在在对工件加工表面完整性、尺寸精度控制、加工变形控制等的要求上。具有这方面相同的要求，可以预测未来数控加工仿真技术发展一个极其重要方向，。近几年，通过大量的研究，人们在几何与物理的集成仿真上取得了重要进展。在了Force TM模块在Vericut最新版本中的推出。这个模块在刀具承载的切削力、最大切屑厚度、主轴功率和允许的最大进给速度的计算条件的约束下，能计算出准确度极高最大的进给速度。通过这样计算出来的进给速度趋于理想，具有很高的应用价值，还有美国的一家公司开发的“Production Module”模块实现了多轴加工过程中的切削温度等的同时进行预测，并更进一步优化了切削的参数。通过上述的几个方面都可以看出，数控加工过程仿真技术已经从单纯的几何与运动仿真向几何与物理相结合的仿真的方向发展。

2.数控加工仿真支撑智能加工技术发展

为了实现实时判定加工过程的工况，必须要将实际监测数据与监控系统获得的在每个切屑位置上的理论数据进行对比和分析。此外，为加工过程的及时进行调整，要求数控机床实际运行的程序和优化结果的参数必须极为接近。就数控加工技术几何仿真与物理仿真技术的发展和它们的关键技术，不难看出，产品加工过程所需的切削力、几何尺寸等信息是可以通过数控加工仿真技术得到的。对于智能加工来说，通过数控加工仿真技术，还可以获得理论所需的预测值以及很好的优化初值，从而为智能加工技术的应用提供有力的支持。

四、结论

综上所述，在几何仿真与物理仿真这两方面中，数控加工仿真技术都取得了一定的进展，对于生产过程的加工缺陷起到减少或避免的实际性作用，使得加工效率得到很大程度的提高。几何仿真与物理仿真技术的融合发展能够把更多的数据与信息提供到给复杂的、多轴数控加工过程的仿真中，使得仿真结果更接贴近真实的生产过程。因此，运用数控仿真技术，不仅可以实现对实际加工过程的切削参数优化、工艺调整，还能够把进给具有智能化调控特点的优化的初值提供给加工过程，大力推进了加工技术产品加工中的智能化发展。

[1]王蔚.数控加工仿真关键技术研究与软件开发[J].黑龙江科技信息，2016（27）

[2]解景浦,王智能,郝宏伟,冯之权.数控加工仿真软件的功能特点与应用[J].装备制造，2009（11）