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摘要：数控机床是在机床的生产加工中应用数字化技术予以集中控制，机床自动化的同时内部装有数字化控制系统程序，能够在符号指令执行和编码控制中实现系统程度的逻辑处理，译码后使用代码数字表示，在数控装置中输入信息后，经过运算发出信号，对机床的动作进行控制，并根据实际图纸要求，对机床加工的尺寸和形状等进行设定，使机床零部件能够自动加工。数控机床对于不同品种的精密、复杂零部件加工控制效果较好，属于高效能和柔性自动化机床，在机电一体化中促进了现代机床控制技术的应用与发展。而在数控机床加工中应用仿真技术，能够对更加复杂的工具系统进行设计和模拟，在物理模型和数学模型的构建中，对数控机床加工过程增加计算环节，在人机交互中实现对虚拟环境的图形结合式的创造，这种可视化的技术应用，能够进一步实现对数控机床的综合化控制。基于此，本文概述了数控机床仿真技术，并对主要特征及其应用进行了探讨分析。
关键词： 数控机床；加工；仿真技术；应用；系统程序
数控机床加工仿真技术是针对机床综合加工过程进行的模拟仿真过程实现，加强仿真技术的应用可以有效对实际加工中一些碰撞、干涉等现象进行有效规避，并且通过数控机床加工仿真技术的应用能够提高数控机床实际加工的精准度，使得加工效果得到更高的保证。为了发挥其作用，以下就数控机床加工仿真技术及其应用进行了探讨分析。
一、数控机床仿真技术的概述
数控仿真技术主要运用数学模型、物理模型等技术替代实际系统功能运行，对相对复杂的机床系统进行更新设计与研究，并且在应用成效方面显得十分优越。数控加工机床仿真技术的应用，是将传统人工操作为主的机床加工方式转化为数字化、自动化、信息化的计算机仿真加工形式，是一种具有人机交互、可视化操作、图形模拟等特点的虚拟加工环境，更加优化现实数控机床加工流程与步骤，并且在技术方面也有着一定的优势。建模仿真主要是以模拟现实中的数控机床工作状态与环境，这样就会有助于相关技术人员对零件加工过程中的实际状况全面掌握，对一些不稳定的因素以及影响零件加工质量的问题及时了解，同时数控加工仿真技术还能够根据正常加工运作与异常加工运作信息区分，对不稳定的信息自动处理，如零件加工时可发生碰撞、干涉等现象的信息会被及时反映出来，实现故障预测效果，进而做出相应的处理方案，减少机床加工故障问题的发生几率，促进数控机床运行效率的提升。根据对数控机床加工仿真技术的研究与实践经验总结得知，近年来，我国数控机床加工仿真技术已被广泛应用，为零件加工企业发展做出非常大的技术贡献。
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二、数控机床加工仿真技术的主要特征
数控机床加工仿真技术的特征主要表现为：（1）高效能特征。将仿真技术应用在数控机床加工中，对于零部件的加工程度和工艺技术等方面能够展开综合化的分析，保证机床加工质量的同时，也大大提高了生产效率，因而具有生产高效能的特点。仿真技术中的NC仿真程序主要用途包括检验、优化和操作培训，NC指令驱动机床的运动，因而数控机床加工中能够对碰撞问题进行检验和控制，相较于CL数据加工，NC仿真程序加工，操作过程与实际情况更加接近，但是在此过程中需要注意的是在数控机床加工仿真操作，需要对加工环境进行分析，考虑其中的影响性因素，并研究制定出有效方案予以解决，促进数控机床加工的效率提升和质量稳定。（2）可视化特征。数控机床加工自动化程度较高，在数控机床加工中应用仿真技术，能够对数控程序进行集中化的控制，保证程序执行的正确性，在生产实践中，一般是使用容易切削的加工材料代替工件进行试切，在这种操作模式下，可以对加工指令进行检验，同时也可以使用轨迹显示的方法，使用笔或者针代替刀具，对工件加工的轨迹进行二维图模仿，但是这些方法操作麻烦，且使用成本增加。应用仿真技术，能够在计算机系统程序的应用中，对数控机床加工的程序环境和加工流程等进行可视化模拟，对虚拟环境进行观察后，能够及时发现数控机床加工中存在的问题，并及时调整方案，使工件加工工艺得以完善。（3）几何仿真特征。数控机床加工过程中的试制环境模型关于NC切削仿真，一般包括力学仿真和几何仿真两大模块的内容，几何仿真不需要考虑物理因素如切削力和切削参数等的影响，需要对工件几何体运动以及刀具轨迹等进行研究。在此过程中应用仿真技术大大缩减了从产品设计到产品制造的中间环节时间，减少了生产成本，数控机床加工中的切削过程应用物理仿真，根据动态力学的特点，对刀具振动以及刀具破损等情况进行预测，使整个切削过程中得到优化。几何仿真技术在实际应用中得到不断发展，对于定量干涉验证和定性图形显示等均能够使用常用方法对实体造型进行检测和分析。
三、数控机床加工仿真技术的应用分析
数控机床加工仿真技术的应用主要体现在：（1）构建器。数控机床加工应用仿真技术涉及多个不同的模块内容，构建器在数控机床加工过程中，能够对其指令控制提供必要工具内容，因此在实际应用中能够增添新的设备到仿真环境中，这些“数字”设备大多图形方式是可见的，因而用户界面下进行组装、更改和测试后，能够使其功能更加强大。对于实体化的模型通常包括圆锥体、圆柱体和长方体等，将其他模型如线框模型和IGES模型从CAD系统中引出后，可以对机床主轴、夹子、夹具和工作台等部件内容进行细节性的描述，机床构建器在对数控代码转换后，能够使程序运行更加具有自动化特点。（2）工具箱。仿真技术在数控机床加工中使用，能够在仿真程序控制中，对刀具长度补偿、刀具直径补偿、计量长度编程、加工坐标系、宏指令、变量编程以及子程序等进行功能升级，使数控机床加工控制内容更加完善。在数控模拟状态较为理想的状态下，使用机床开发工具箱能够对数控机床加工中的一些特殊加工要求和仿真要求等予以满足。机床工具箱应用对于较为特殊和复杂的数控代码控制能力提高，对于代码解读的效率也有所提升，因而能够为数控机床加工提供代码输入和代码编译服务。（3）工具包。仿真技术中的几何工具包在数控机床加工中，能够将不同的CAD数据进行转化，转化形式为STL文件，也可以转化为CGTech产品可以用的文件类型，且几何工具包对于模型文件的问题修复功能也较为突出，可以将表面模型进一步升级为实体模型。数控机床加工仿真技术中的几何工具包可以将系统程序中应用有限或者是无用的模型转化成可用的夹具或者是组件等实体内容，实现数控技术应用的最优化。
结束语
数控机床加工仿真技术的应用可以将计算机仿真技术应用在零部件数控加工中，人机交互的特点明显，模拟出工艺系统的数控加工环境，在计算机上集中演示数控机床的方法和路线等，及时反馈错误信息，使技术人员对仿真过程进行预览和虚拟，使其能够及时发现问题，并调整程度，减少加工事故的产生，保证机床质量。从实践生产分析来看，仿真技术在数控机床加工中的应用，能够对加工的过程进行综合仿真，减少和防止碰撞等其他具有生产干涉性的事故产生，有效提高了数控机床加工的安全率，对于现代制造业的发展具有重要促进作用。
参考文献：
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论文作者:岳健
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/17
标签：加工论文; 仿真技术论文; 数控机床论文; 机床论文; 数控论文; 模型论文; 程序论文; 《防护工程》2018年第16期论文;