數控加工仿真技術
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數控加工仿真技術范文第1篇
虛擬數控的加工可以仿真出不同的加工方法與加工過程中應用的材料，而且還可以顯示并評價出加工的具體結果，但是與此同時還存在著加工的形式較少及研究的范圍有一定的局限性。由于切削的系統是一個較復雜的加工系統，因此，在加工的過程仿真技術還具有一定的不成熟性，也就是在虛擬的數控加工過程中還存在著諸多的問題需要解決。
1.在虛擬數控的加工過程中對仿真技術的主要分類
隨著科技的進步，虛擬數控加工技術在制造業加工領域得到了廣泛的應用，而仿真過程是虛擬的制造技術最關鍵的技術和最主要的核心內容。物理的仿真技術與幾何的仿真技術是對虛擬數控的研究與探索的最主要的兩個方面。
1.1.對物理的仿真技術的解析
物理的仿真技術就是在對制造零部件進行切削加工的過程中，把引起制造零部件物理變化的因素反映到虛擬的制造系統中，在實際的加工過程中，要先預測切削因素的種類，并分析出切削過程中產生的各種參數，且各參數數據間相互耦合。所以，在建模的過程中怎樣綜合看待數據參數及影響的原因，是在切削的過程中建模的最關鍵所在。
1.2.幾何的仿真技術的解析
在幾何的仿真加工過程中，并不考慮切削力與數據參數及別的原因對切削的加工過程的具體影響，只是仿真刀具及機床還有幾何體工件的相對的運動，可以檢驗出出現的碰撞及所有干涉，能夠準確的避免費力及耗時的試切的全過程。
圖1 虛擬現實系統的構成
2.數控的加工過程中存在的具體問題
切削的加工過程是一個復雜的系統過程，在切削的加工過程中出現的機理研究及探索還沒有得到相應的解決措施，致使了在加工仿真技術的過程中依然存在一定的不成熟技術，主要是由于在數控的加工過程中，所使用的不同的加工材料及應用不同的加工手段，而且可以顯示出對評價的加工結果，這就直接導致了在虛擬的數控加工過程中出現的相應的局限性。
2.1.仿真的模型具有較差的實用性
現在存在的仿真模型都是在一定的假象下做出的理想型模型，由于在加工的過程中存在著諸多的影響因素，并且對不同的影響因素之間又存在著強耦合的關系，所以，這就要求必須建立健全科學合理的模型加工的過程，以增加實際的系統及仿真的系統之間的飽和程度，這是在仿真模型的加工過程中必須要解決的重要問題所在。
2.2.仿真的模型具有較差的通用性
現在存在的仿真模型一般都是根據具體的工況，根據工件的材料及加工的不同手段、不同的刀具種類及不同的機床種類，在一定的條件下加工完成的模型，因此，這種方式下加工過程的模型就具有較差的通用性，如果這時其中有數據參數需要進行相應的變化，加工的過程中模型就需要在一定程度上做出較大程度的修改。
2.3.模型并沒有與幾何的仿真技術進行結合
在研究與探索的具體過程中，還存在著較為孤立的研究進程，幾何的仿真技術與物理的仿真技術在具體的加工過程中并沒有充分的做好結合的工作。同時，還存在著在具體的加工過程中，并沒有應用工件的材料，而是純幾何式的加工虛擬環境，現在應用的仿真加工的形式較少，對研究及探索的范圍也就比較窄。
3.對總體結構的仿真系統進行解析
數控機床的具體加工系統是由幾部分組成，數控機床的加工過程是在代碼的帶動下對工件實施切削的加工過程，要想完成數控的加工仿真的技術過程，就必須建立健全一套數控機床的幾何模型，并在此基礎上完善數控機床往運動模型發展的進度，進而完成數控機床加工的過程中仿真技術的應用。
3.1.基本形式在裝配模型中的應用
基本形式在裝配模型中的具體體現就是層次樹的和圖，這種基本形式能夠清晰表達出裝配體具體的組成關聯，同時在一定程度上也有利于在進行裝配的序列規劃過程中的正確求解，但是卻存在著不能夠較容易的表達出各零件之間的相互配合關系，相反的，圖的結構能夠更加容易的表達出各個零件之間的相互關系，而且可以提供出裝配體的其中一個零件到另一個零件存在的關系及相關的路徑，尤其適用于運動鏈與公差的實施解析，但是卻較難表達出各層次間的相互組成關系，而且結構也較復雜，不容易進行維護，在實施操作上也較困難；幾何的模型具有與其他系統不同的裝配模型需要的要求，可以總體的分為：第一，對裝配的幾何關系進行的具體描述；第二，裝配的拓撲關系的具體描述；第三，對零件的層次性進行結構的解析；幾何的模型具有一定程度的層次性，在沒有公差配合的情況下，能夠采取層次的結構手段。
3.2.完善仿真模型技術的應用
在系統的應用過程中，裝配體的表達方式是一棵樹的形式，樹的相關根節點所表示的就是用戶所需要的相應的裝配體，零件在樹樁的結構中使用的是較低層中的葉結點來進行表達，其中非葉結點的具置不會發生變化，也只有處在一個層次的裝置單元會產生約束位置的變化，處在不同層次的裝置單元會產生相應的從屬關系的變化，這種仿真的模型在一定程度上具有操作簡單、方便維護及存儲較小的具體特征。
結語：
現代虛擬的仿真技術，在發展的過程中要逐漸的將技術應用到數控的加工過程中，對仿真技術進行不斷研究與探索，主要提升數控的加工仿真系統的相關質量，建立健全仿真技術的整體結構，逐漸實現仿真技術手段及方法的多樣性應用，以加強模型仿真技術的適應性與可靠性。
參考文獻：
[1]劉金環，王占平，李雪薇.數控加工專業課程體系建設方案的研究與實施――技校系列[J].中國科技博覽，2009（30）
[2]趙艷麗，仲偉滬，陳福建.淺談數控加工仿真系統在教學中的應用[J].職業，2012（21）
數控加工仿真技術范文第2篇
關鍵詞：機械數控加工；仿真軟件；應用
數控加工專業在近幾年來的就業形式中有了明顯上升的趨勢，伴隨著市場需求的加大，數控加工作為一個熱門專業也越來越受到學生們的喜愛。各個學校的數控技術專業設備與報考學生的人數增長卻成反比。因為專業的特殊性，數控技術的實際教學總是伴隨著很多臨床教學，這種教學也需要大批的機械設備，仿真軟件的出現剛好解決了學校的實際需要。
1.仿真軟件在實際教學中的應用簡介
1.1仿真數控加工的一系列過程：設定機床、定義毛坯、裝夾工件、安裝壓板、刀具安裝、手動操作機床、處理代碼、操作面板等等。
1.2配置方面要求較低。只需要仿真軟件及要求不高的微代碼機器，并且能夠兼容多種計算機操作系統。
1.3安全性能較高，在很多方面上不會因為學生的操作錯誤而導致人身傷害，更加不會損害到機床。
1.4不需要使用原材料，資金投入小收益大。
1.5運用網絡技術可建立交流平臺，能夠為教師和學生提供一定的交流空間。
2.仿真軟件的應用
2.1轉變傳統的學習方式
職業技術學校是我國發展職業教育的重要階段，但是目前我國職業教育的學生普遍存在基礎較差的情況，與此對比的數控技術相關專業又是比較枯燥的專業。所以，如何調動學生的學習積極性在職業技術學校非常重要。把仿真軟件應用到實際的數控技術教學中去，可以轉變傳統的教學方法，讓學生在課堂里發揮主體作用。傳統的教學都是老師講，學生聽，這樣學生很容易走神，學習效率也低下。仿真軟件進入到學生的學習中去，可以讓每一個學生都通過實際動手去了解知識、學習知識，學生在把學習中遇到的難題反饋給老師，老師再集中講解，這樣可以大大提高學生學習的效率。
2.2靈活選用仿真軟件
實訓是數控技術相關專業的特色，學生只有結合實際的操作才能學到更多的知識。雖然把數控技術的仿真軟件引到學習中去，但是教師對于仿真軟件不能過分依賴，要發揮好仿真軟件的作用。所以，在實際的教學中應該有計劃、科學地運用數控技術的仿真軟件。
在選擇數控仿真軟件的時候不僅要考慮到所選系統中數控、機床操作面板是否與實訓教學中的機床適應，而且也要檢驗其數控系統是否與教學中所配備的數控系統相配套。除此之外，還需要考察所選用的數控仿真軟件自帶的功能能否適應教學的要求以及檢查仿真軟件能否與CAD/CAM軟件相配套。
在數控編程中，最重要的依然是學生對于編程方法的掌握，教師在教學的過程中也應該讓學生學會編程出現問題的處理方法。在實際教學中，學生可以根據需要自己編程，在把編程輸入到仿真軟件中去檢驗編程的正確性，如果出現問題再去解決問題。在每次上機教學之前，教師都應該明確此次上機的課題，再通過具體的演練讓學生掌握實際操作。然后學生在根據老師的要求利用仿真軟件完成自己的任務。
2.3合理編排課程
職業技術學校是以培訓實用型人才為主的學校，充分就業是其辦學的宗旨。所以，在數控技術專業的教學中也應該以就業為主要目標。針對學生的就業需要，數控技術專業的教學課程設計應該分為兩大板塊。第一是基礎板塊，這一板塊是學生對于數控技術的一些知識了解，包括實際工作中碰到了一些機械的操作原理等等。第二板塊就是實際操作板塊，這一板塊主要是在第一板塊的基礎上鍛煉實際的操作能力，通過這一板塊的練習學生可以對于各種實際工作中遇到的問題有更深層次的了解，在以后的就業過程中也有能力去面對和解決實際問題。
2.4教學評價體系的重要性
在實踐過程中，教學評價體系將直接影響到學生們對于學習的主動性和積極性。所以在評價過程中要做到：第一，具有合理性和一定的彈性，所規定的答案不要限制的太死板；第二，不但要對技能結果給予評價，而且還要對操作過程給予科學的評價；第三，評價的主體與客體之間關系的有效轉換。對于學生們在實踐中，所展現出來的技能操作和結果，不但要由教師進行點評，而且還要學生之間進行互評。
3.運用仿真軟件的注意事項
3.1仿真軟件因為與實際數控機床本質上是有一定區別的，所以很多數控機床的作用及功能在仿真軟件里會受到各方面條件的限制，只能實現部分作用及功能。從另一個角度上說，因為仿真軟件是根據數控機床綜合技能開發而來，所以很多仿真軟件也能具備多種技能。但是在實際運用仿真軟件產品過程中，其實與運用真實機床在感覺上還是有區別的。根據上述所講的兩點，作為專業指導教師，需要將教學所用的仿真軟件與真實型號廠家的數控機床之間的不同點找出來。
3.2對于數控加工仿真系統，只是在加工過程進行的模擬試驗并不是真實的加工，它更加無法代替學生們去感受切削加工過程中的樂趣，特別是在選擇切削用量時，它更加無法有效的進行控制，只能在切削深度較深時進行限制。所以，學生們在運用數控加工仿真系統進行具體操作和訓練時，通常會忽略掉削用量的選擇、選用數控刀具、裝夾方式等，這些程序一旦運用在現實生活中，便會引發打刀現象、降低生產率、質量下降等一系列的問題，所以針對此問題教師需要重視起來，并且將具體操作細節告知學生。
4.結語
在數控技術的實際教學中加入仿真軟件進行教學對于學校來說既可以彌補學生多、設備少的現狀，同時也因為仿真軟件成本低廉而節約成本。從學生的角度上來說，仿真軟件更加的生動，更能激發學生的學習積極性，而且在實際的操作中，仿真軟件也轉變了傳統的教學方式，讓數控技術的教學更加規范化、合理化。
參考文獻：
數控加工仿真技術范文第3篇
關鍵詞：簡單軸類 UG 三維建模 數控仿真加工
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）010-058-02
1 前言
圓弧軸類零件是機械傳動系中最重要的部件之一，由于圓弧軸類零件加工精度要求高。為了降低開發的成本和周期，本文基于數控仿真技術，利用UG軟件建立了軸類三維圖形，根據軸類加工工藝自動生成程序進行仿真加工。
2 零件圖樣分析
編制圖1所示圓弧軸零件程序并加工。工件材料為45#鋼，毛坯為 45棒料。
3 工作任務完成
3.1 加工路線確定
此零件表面粗糙度為12.5，且毛坯單邊余量最大值為8.5mm，故只需按圖2軌跡加工即可。
編程坐標系原點的X向零點選在零件的回轉中心，Z向零點選在零件的右端面，根據此坐標系可得到圖示各點的坐標如表1所示。
3.2 刀具選用
3.4 根據實體模型和加工工藝分析自動生成編輯程序（參考）
零件程序
O0401；（粗精加工循環）
G54 G00 X100. Z100.； G01 Z-10.0；
T0101 M03 S800； X35.0 W-8.0；
G00 X60. Z5.； W-10.0；
G01 Z-60. F0.1； G03 X23.0 Z-39.0 R17.5；
X61.； Z-55.0；
G00 X100. Z100.； N120 X19.0；
T0202； S1000 F0.1；
G00 X18.0 Z1.0； G70 P60 Q120；
G71 U2.0 R0.5； G00 X100.0 Z100.0；
G71 P60 Q120 U-0.5 W0 F0.2； M05；
N60 G00 X44.0； M30；
4 結語
正確掌握UG三維實體建模和工藝設計加工運用，可以大大簡化加工程序，節省了零件加工時間，并且還能保證零件的加工精度，在未來機械零件的實際加工過程中，這種加工方法會不斷被采用，在實際加工中有一定的現實意義。
參考文獻：
[1] 于世忠.基于宏程序加工梯形螺紋及G功能應用分析[J].機械工程與自動化，2012（2）：181-182.
數控加工仿真技術范文第4篇
關鍵詞：數控加工仿真系統軟件
實訓教學
教學模式
中圖分類號：TG659 TP391.9
文獻標識碼：B
文章編號：1002-2422(2010)03-0048-03
1數控加工仿真系統軟件的特點
數控加工仿真系統軟件是結合機床廠家實際加工制造經驗與高校教學訓練一體所開發的一種機床控制虛擬仿真系統軟件。學生在微機平臺上運行此軟件進行仿真操作，會達到同真實設備一樣的操作教學效果，可以滿足大批量學生教學需求。系統還可以依據不同的客戶要求進行設計，尤其適于初學者的入門訓練。
1，1數控加工仿真系統軟件的優點
(1)實訓基地建設投入資源少，卻能做到一人一機操作，有利于提高了學生實際操作能力。
(2)可以使學生達到接近實物操作的訓練，并且安全可靠。
(3)能使抽象問題形象化，操作訓練過程中允許出錯。
(4)通過動態的仿真操作使教學過程易教、易學，教學效果顯著提高。
1，2數控加工仿真系統軟件的不足
(1)參數設置具有隨意性。
(2)學生無法通過仿真軟件體會真實的加工環境。
(3)不利于學生嚴謹、認真的工作態度養成。
(4)先入為主，易淡薄安全意識。
為使學生能夠獨立而正確的操作數控機床打下真實的基礎，在數控加工仿真系統軟件環境下的實訓教學，既要充分發揮數控加工仿真系統軟件的優點，更要正確認識其缺點。
2數控加工仿真系統軟件環境下教學研究
采用數控加工仿真系統軟件環境上機實訓前，教師要以就業為導向科學地設計實訓教學內容，可把實訓內容分為3個模塊來安排。一是基礎模塊：主要講解實訓教學最常用的FANUC數控系統中的數控車床、數控銑床、加工中心的編程方法、操作及應用，這是所有學生必須掌握的教學重點。二是提高模塊：主要講解實訓教學EMENS數控系統的編程與操作，進一步加強學生對不同數控系統機床編程方法的了解與應用。三是拓展模塊：學習一些目前常用的國產系統，如華中、廣數等系統的編程與操作方法來拓寬學生的知識面。將數控加工仿真系統軟件環境中數控實訓教學模式歸納如圖1所示。
2，1運用數控加工仿真系統軟件，采納激發引導型教學方法
在數控仿真教學中，激發學生技能操作的積極性變被動為主動。首先抓住新生第一次實訓，結合學科特點，介紹數控編程知識的實用價值，有意識地讓學生了解數控編程與今后工作的密切關系，了解所學專業知識主要和數控編程及操作有著緊密的聯系。從歷屆學生中挖掘具有實用價值的，能激發學習動機、學習熱情和學生興趣的典型事例，充分展現數控編程及操作的價值，使更多的學生對數控編程產生濃厚的興趣。
2，2運用數控加工仿真系統軟件，循序漸進提高數控編程與操作能力
在教學過程中一開始設計較簡單的零件圖樣，教師先進行示范性操作，同時提醒學生認真觀察，掌握操作要領。當機床的模擬切削聲響起來，切屑飛濺，毛坯隨著刀具的加工變成圖樣要求的工件后，學生的好奇心和求知欲極度膨脹，此時也恰是讓學生動手操作，進行模仿的最佳時機。當學生獨立完成，興奮不已時，及時表揚學生所取得的成績，發現學生的閃光點，鼓勵學生勇于戰勝自己，激發每位學生的學習自信心，挖掘學生的內在潛能。當學生激動的情緒趨于平靜時，及時引導學生積極地思考，工件為什么會變成與圖樣尺寸一樣?機床為什么會自己加工?這樣也就順理成章導出：機床由計算機控制，計算機由程序控制，程序是由技術人員編寫的。顯然，學生處在一種循序漸進的體驗中學習，既激發了學生的主動性，又培養了學習知識的能力。
2，3運用數控加工仿真系統軟件，營造情景教學氛圍
在教學過程中，經常有意識地設置“陷阱”：故意少編一個程序段、參數輸入錯誤等。如發生撞刀現象，致使工件車不出，讓學生自己找出失敗的原因。在運用數控加工仿真系統軟件教學中應創設讓學生嘗試“挫折”考驗的情境，以此來磨煉學生堅強的意志品質，使學生體驗到只有經過艱苦努力，獲得的成功才更有價值，從而產生足夠的自信和克服挫折的勇氣。當學生真正排除了故障后，就會在“山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村”的情感中體驗學習的成就感。既獲取了知識，又培養了堅韌的意志，這種經受挫折、克服挫折的教育在潛移默化中也是幫助學生增強信心的重要一環。將會讓學生獲益終生。
2，4運用數控加工仿真系統軟件，提高學生解決實際問題、獨立工作能力
教師應十分重視數控加工仿真在教學中的應用方法，擺正數控加工仿真在教學中的位置，既不能完全依賴數控加工仿真而放棄教師在教學中的引導作用，也不能在教學中教師唱獨角戲。在上機前教師應利用數控加工仿真系統進行相關操作演示，并在學生上機時進行巡回指導。學生在計算機上應用數控加工仿真軟件進行編程與操作，遇到問題反復調試、相互探討。有時可通過網絡交互協作討論，模擬解決實際問題。顯然，學生更快更好的掌握數控專業技能的同時，又培養了學生自學能力、解決實際問題的能力、獨立工作能力和團隊協作能力。
2，5運用數控加工仿真系統軟件，教學中還應構建多元評價體系
教學評價直接影響學生學習的主動性和積極性，所以評價要做到：第一，合理且有一定的彈性。答案不能限制太死，只要合理就行，如一些仿真操作中學生實施方案的可行性討論，實際操作過程中加工線路等。第二，既要評價技能操作結果，又要評價技能操作的過程。對在技能操作中學生的積極參與表現出來的良好個性品質要給予充分的鼓勵、肯定、嘉獎。第三，轉換評價的主客體關系，對學生在實訓過程中的技能操作情況及結果不僅僅由教師來評，還可以讓學生自評或互評。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標點的計算，可采用學生討論評價的方式，在研討中發現問題，得出正確結果。就這樣，運用數控加工仿真系統軟件教學中構建多元評價體系，學習的主動性、積極性也就自發地調動出來了。
3數控仿真系統軟件環境中數控實訓教學的改進措施
社會上需要的數控技術人才，要有扎實的理論基礎又要有過硬的操作水平，即對機床操作熟練又能進行工藝分析編制加工程序，更要有一定的真刀真槍加工水平。當今，隨著仿真軟件的快速發展，雖然仿真軟件與實際加工的差距越來越小，但是兩者之間始終還有差距存在，二者不能混為一談、相互替代。在實訓教學中要揚長避短，注重發揮優勢，改進不足；
首先，教師應首先明確仿真軟件與實際機床的區別，并引導學生進行相互比較，時刻注意這些差距，使學生認識到仿真軟件的不足，并進行有針對性的訓練，而不是完全依賴仿真軟件。在有限條件下盡可能多進行從圖紙的工藝性分析到編程加工的實操練習，利用數控仿真軟件進行初期感性訓練和基本程序與指令代碼的練習。
其次，在應用數控加工仿真系統軟件時，重視安全教育，規范化操作，讓學生養成良好的機床保養與維護知識。專項進行刀具知識的系統學習，讓學生正確理解刀具參數含義，進行正確選用并能掌握磨刀技術。
最后，應用數控加工仿真系統軟件時，要滲透和回憶前面所學的普通機床的基本操作過程，并將二者加以比較。數控加工仿真系統軟件的使用主要定在熟悉面板操作等加工過程，并且在仿真教學過程中穿插現場教學，而不能把整個實訓教學活動過多地放在仿真軟件訓練上。
只有在教學中科學、合理、有效的利用仿真軟件，將仿真訓練與真刀真槍上機床操作訓練有機結合起來，才能發揮仿真教學的最佳效果，使實訓教學真正達到事半功倍。
數控加工仿真技術范文第5篇
關鍵詞：多軸數控加工；MAX-PAC；Vericut；模擬仿真
1 概述
隨著數控設備的不斷普及，CAX（CAD/CAE/CAM）的應用也逐漸受到制造企業的重視，現代企業已經將產品3D模型、有限元分析、數控編程、加工仿真、機構運動分析等手段逐漸應用到產品的設計和制造過程中。在國內企業中，CAD/CAM集成化編程系統的應用也已十分成熟。
2 自穎喑
葉輪是典型的需要五軸聯動加工的零件，見圖1。
葉輪分為開式、半開式、閉式三種結構，葉輪的葉型一般分為直紋面和自由曲面兩種類型，MAX-PAC是美國Concepts NREC公司開發的專業葉輪加工編程軟件。
2.1 抽取葉型數據點
首先利用NX三維建模軟件建立葉輪的三維模型，見圖2。
利用專用的數據轉換插件，將NX中的模型中的葉型數據以MAX-PAC可識別的中間格式（*.imp）導出。
2.2 生成加工程序
按照粗加工、半精加工、葉片精加工、流道精加工的順序依次選擇相應的刀具、加工方法、加工參數、加工余量等參數，最終形成加工參數。
3 Vericut模擬仿真
基于虛擬現實技術構建的虛擬機床加工環境及系統，可以全面逼真地反映現實加工環境和加工的過程，直觀“監控”全部的加工過程。
3.1 構建機床模型
通過對機床相關結構、尺寸、運動原理、操作系統等參數的收集，建立機床模型并定義機床的運動方式，確保與實際的機床功能一致。
3.2 設定夾具環境
對于模擬環境來講，除了機床本身、刀具庫，同時包括機床夾具，圖3展示了夾具在機床上實際的安裝狀態和仿真環境中的狀態。
3.3 加工仿真機刀軌驗證
在Vericut軟件的仿真環境中，不僅可以模擬零件的切削過程，還可有有效的驗證干涉和機床碰撞，見圖4。驗證程序沒有錯誤后，就可以將程序傳輸到數控機床進行加工。
4 結束語
隨著機械加工零件復雜程度、精度要求的不斷提高，數控加工程序也越來越復雜，如何保證數控程序的正確性、實現數控程序的優化，以及如何提高數控設備的利用率、降低數控機床的安全隱患就成為制造企業面臨的現實問題。
參考文獻
[1]任濤.整體葉輪的五軸數控編程與加工[J].CAD/CAM與制造業信息化，2009（04）：2.
