数控加工仿真技术

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数控加工仿真技术范文第1篇

关键词：虚拟数控；加工过程；仿真技术

虚拟数控的加工可以仿真出不同的加工方法与加工过程中应用的材料，而且还可以显示并评价出加工的具体结果，但是与此同时还存在着加工的形式较少及研究的范围有一定的局限性。由于切削的系统是一个较复杂的加工系统，因此，在加工的过程仿真技术还具有一定的不成熟性，也就是在虚拟的数控加工过程中还存在着诸多的问题需要解决。

1.在虚拟数控的加工过程中对仿真技术的主要分类

随着科技的进步，虚拟数控加工技术在制造业加工领域得到了广泛的应用，而仿真过程是虚拟的制造技术最关键的技术和最主要的核心内容。物理的仿真技术与几何的仿真技术是对虚拟数控的研究与探索的最主要的两个方面。

1.1.对物理的仿真技术的解析

物理的仿真技术就是在对制造零部件进行切削加工的过程中，把引起制造零部件物理变化的因素反映到虚拟的制造系统中，在实际的加工过程中，要先预测切削因素的种类，并分析出切削过程中产生的各种参数，且各参数数据间相互耦合。所以，在建模的过程中怎样综合看待数据参数及影响的原因，是在切削的过程中建模的最关键所在。

1.2.几何的仿真技术的解析

在几何的仿真加工过程中，并不考虑切削力与数据参数及别的原因对切削的加工过程的具体影响，只是仿真刀具及机床还有几何体工件的相对的运动，可以检验出出现的碰撞及所有干涉，能够准确的避免费力及耗时的试切的全过程。

图1 虚拟现实系统的构成

2.数控的加工过程中存在的具体问题

切削的加工过程是一个复杂的系统过程，在切削的加工过程中出现的机理研究及探索还没有得到相应的解决措施，致使了在加工仿真技术的过程中依然存在一定的不成熟技术，主要是由于在数控的加工过程中，所使用的不同的加工材料及应用不同的加工手段，而且可以显示出对评价的加工结果，这就直接导致了在虚拟的数控加工过程中出现的相应的局限性。

2.1.仿真的模型具有较差的实用性

现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，由于在加工的过程中存在着诸多的影响因素，并且对不同的影响因素之间又存在着强耦合的关系，所以，这就要求必须建立健全科学合理的模型加工的过程，以增加实际的系统及仿真的系统之间的饱和程度，这是在仿真模型的加工过程中必须要解决的重要问题所在。

2.2.仿真的模型具有较差的通用性

现在存在的仿真模型一般都是根据具体的工况，根据工件的材料及加工的不同手段、不同的刀具种类及不同的机床种类，在一定的条件下加工完成的模型，因此，这种方式下加工过程的模型就具有较差的通用性，如果这时其中有数据参数需要进行相应的变化，加工的过程中模型就需要在一定程度上做出较大程度的修改。

2.3.模型并没有与几何的仿真技术进行结合

在研究与探索的具体过程中，还存在着较为孤立的研究进程，几何的仿真技术与物理的仿真技术在具体的加工过程中并没有充分的做好结合的工作。同时，还存在着在具体的加工过程中，并没有应用工件的材料，而是纯几何式的加工虚拟环境，现在应用的仿真加工的形式较少，对研究及探索的范围也就比较窄。

3.对总体结构的仿真系统进行解析

数控机床的具体加工系统是由几部分组成，数控机床的加工过程是在代码的带动下对工件实施切削的加工过程，要想完成数控的加工仿真的技术过程，就必须建立健全一套数控机床的几何模型，并在此基础上完善数控机床往运动模型发展的进度，进而完成数控机床加工的过程中仿真技术的应用。

3.1.基本形式在装配模型中的应用

基本形式在装配模型中的具体体现就是层次树的和图，这种基本形式能够清晰表达出装配体具体的组成关联，同时在一定程度上也有利于在进行装配的序列规划过程中的正确求解，但是却存在着不能够较容易的表达出各零件之间的相互配合关系，相反的，图的结构能够更加容易的表达出各个零件之间的相互关系，而且可以提供出装配体的其中一个零件到另一个零件存在的关系及相关的路径，尤其适用于运动链与公差的实施解析，但是却较难表达出各层次间的相互组成关系，而且结构也较复杂，不容易进行维护，在实施操作上也较困难；几何的模型具有与其他系统不同的装配模型需要的要求，可以总体的分为：第一，对装配的几何关系进行的具体描述；第二，装配的拓扑关系的具体描述；第三，对零件的层次性进行结构的解析；几何的模型具有一定程度的层次性，在没有公差配合的情况下，能够采取层次的结构手段。

3.2.完善仿真模型技术的应用

在系统的应用过程中，装配体的表达方式是一棵树的形式，树的相关根节点所表示的就是用户所需要的相应的装配体，零件在树桩的结构中使用的是较低层中的叶结点来进行表达，其中非叶结点的具置不会发生变化，也只有处在一个层次的装置单元会产生约束位置的变化，处在不同层次的装置单元会产生相应的从属关系的变化，这种仿真的模型在一定程度上具有操作简单、方便维护及存储较小的具体特征。

结语：

现代虚拟的仿真技术，在发展的过程中要逐渐的将技术应用到数控的加工过程中，对仿真技术进行不断研究与探索，主要提升数控的加工仿真系统的相关质量，建立健全仿真技术的整体结构，逐渐实现仿真技术手段及方法的多样性应用，以加强模型仿真技术的适应性与可靠性。

参考文献：

[1]刘金环，王占平，李雪薇.数控加工专业课程体系建设方案的研究与实施――技校系列[J].中国科技博览，2009（30）

[2]赵艳丽，仲伟沪，陈福建.浅谈数控加工仿真系统在教学中的应用[J].职业，2012（21）

数控加工仿真技术范文第2篇

关键词：机械数控加工；仿真软件；应用

数控加工专业在近几年来的就业形式中有了明显上升的趋势，伴随着市场需求的加大，数控加工作为一个热门专业也越来越受到学生们的喜爱。各个学校的数控技术专业设备与报考学生的人数增长却成反比。因为专业的特殊性，数控技术的实际教学总是伴随着很多临床教学，这种教学也需要大批的机械设备，仿真软件的出现刚好解决了学校的实际需要。

1.仿真软件在实际教学中的应用简介

1.1仿真数控加工的一系列过程：设定机床、定义毛坯、装夹工件、安装压板、刀具安装、手动操作机床、处理代码、操作面板等等。

1.2配置方面要求较低。只需要仿真软件及要求不高的微代码机器，并且能够兼容多种计算机操作系统。

1.3安全性能较高，在很多方面上不会因为学生的操作错误而导致人身伤害，更加不会损害到机床。

1.4不需要使用原材料，资金投入小收益大。

1.5运用网络技术可建立交流平台，能够为教师和学生提供一定的交流空间。

2.仿真软件的应用

2.1转变传统的学习方式

职业技术学校是我国发展职业教育的重要阶段，但是目前我国职业教育的学生普遍存在基础较差的情况，与此对比的数控技术相关专业又是比较枯燥的专业。所以，如何调动学生的学习积极性在职业技术学校非常重要。把仿真软件应用到实际的数控技术教学中去，可以转变传统的教学方法，让学生在课堂里发挥主体作用。传统的教学都是老师讲，学生听，这样学生很容易走神，学习效率也低下。仿真软件进入到学生的学习中去，可以让每一个学生都通过实际动手去了解知识、学习知识，学生在把学习中遇到的难题反馈给老师，老师再集中讲解，这样可以大大提高学生学习的效率。

2.2灵活选用仿真软件

实训是数控技术相关专业的特色，学生只有结合实际的操作才能学到更多的知识。虽然把数控技术的仿真软件引到学习中去，但是教师对于仿真软件不能过分依赖，要发挥好仿真软件的作用。所以，在实际的教学中应该有计划、科学地运用数控技术的仿真软件。

在选择数控仿真软件的时候不仅要考虑到所选系统中数控、机床操作面板是否与实训教学中的机床适应，而且也要检验其数控系统是否与教学中所配备的数控系统相配套。除此之外，还需要考察所选用的数控仿真软件自带的功能能否适应教学的要求以及检查仿真软件能否与CAD/CAM软件相配套。

在数控编程中，最重要的依然是学生对于编程方法的掌握，教师在教学的过程中也应该让学生学会编程出现问题的处理方法。在实际教学中，学生可以根据需要自己编程，在把编程输入到仿真软件中去检验编程的正确性，如果出现问题再去解决问题。在每次上机教学之前，教师都应该明确此次上机的课题，再通过具体的演练让学生掌握实际操作。然后学生在根据老师的要求利用仿真软件完成自己的任务。

2.3合理编排课程

职业技术学校是以培训实用型人才为主的学校，充分就业是其办学的宗旨。所以，在数控技术专业的教学中也应该以就业为主要目标。针对学生的就业需要，数控技术专业的教学课程设计应该分为两大板块。第一是基础板块，这一板块是学生对于数控技术的一些知识了解，包括实际工作中碰到了一些机械的操作原理等等。第二板块就是实际操作板块，这一板块主要是在第一板块的基础上锻炼实际的操作能力，通过这一板块的练习学生可以对于各种实际工作中遇到的问题有更深层次的了解，在以后的就业过程中也有能力去面对和解决实际问题。

2.4教学评价体系的重要性

在实践过程中，教学评价体系将直接影响到学生们对于学习的主动性和积极性。所以在评价过程中要做到：第一，具有合理性和一定的弹性，所规定的答案不要限制的太死板；第二，不但要对技能结果给予评价，而且还要对操作过程给予科学的评价；第三，评价的主体与客体之间关系的有效转换。对于学生们在实践中，所展现出来的技能操作和结果，不但要由教师进行点评，而且还要学生之间进行互评。

3.运用仿真软件的注意事项

3.1仿真软件因为与实际数控机床本质上是有一定区别的，所以很多数控机床的作用及功能在仿真软件里会受到各方面条件的限制，只能实现部分作用及功能。从另一个角度上说，因为仿真软件是根据数控机床综合技能开发而来，所以很多仿真软件也能具备多种技能。但是在实际运用仿真软件产品过程中，其实与运用真实机床在感觉上还是有区别的。根据上述所讲的两点，作为专业指导教师，需要将教学所用的仿真软件与真实型号厂家的数控机床之间的不同点找出来。

3.2对于数控加工仿真系统，只是在加工过程进行的模拟试验并不是真实的加工，它更加无法代替学生们去感受切削加工过程中的乐趣，特别是在选择切削用量时，它更加无法有效的进行控制，只能在切削深度较深时进行限制。所以，学生们在运用数控加工仿真系统进行具体操作和训练时，通常会忽略掉削用量的选择、选用数控刀具、装夹方式等，这些程序一旦运用在现实生活中，便会引发打刀现象、降低生产率、质量下降等一系列的问题，所以针对此问题教师需要重视起来，并且将具体操作细节告知学生。

4.结语

在数控技术的实际教学中加入仿真软件进行教学对于学校来说既可以弥补学生多、设备少的现状，同时也因为仿真软件成本低廉而节约成本。从学生的角度上来说，仿真软件更加的生动，更能激发学生的学习积极性，而且在实际的操作中，仿真软件也转变了传统的教学方式，让数控技术的教学更加规范化、合理化。

参考文献：

数控加工仿真技术范文第3篇

关键词：简单轴类 UG 三维建模 数控仿真加工

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）010-058-02

1 前言

圆弧轴类零件是机械传动系中最重要的部件之一，由于圆弧轴类零件加工精度要求高。为了降低开发的成本和周期，本文基于数控仿真技术，利用UG软件建立了轴类三维图形，根据轴类加工工艺自动生成程序进行仿真加工。

2 零件图样分析

编制图1所示圆弧轴零件程序并加工。工件材料为45#钢，毛坯为 45棒料。

3 工作任务完成

3.1 加工路线确定

此零件表面粗糙度为12.5，且毛坯单边余量最大值为8.5mm，故只需按图2轨迹加工即可。

编程坐标系原点的X向零点选在零件的回转中心，Z向零点选在零件的右端面，根据此坐标系可得到图示各点的坐标如表1所示。

3.2 刀具选用

3.4 根据实体模型和加工工艺分析自动生成编辑程序（参考）

零件程序

O0401；（粗精加工循环）

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 结语

正确掌握UG三维实体建模和工艺设计加工运用，可以大大简化加工程序，节省了零件加工时间，并且还能保证零件的加工精度，在未来机械零件的实际加工过程中，这种加工方法会不断被采用，在实际加工中有一定的现实意义。

参考文献：

[1] 于世忠.基于宏程序加工梯形螺纹及G功能应用分析[J].机械工程与自动化，2012（2）：181-182.

数控加工仿真技术范文第4篇

关键词：数控加工仿真系统软件

实训教学

教学模式

中图分类号：TG659 TP391.9

文献标识码：B

文章编号：1002-2422(2010)03-0048-03

1数控加工仿真系统软件的特点

数控加工仿真系统软件是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件。学生在微机平台上运行此软件进行仿真操作，会达到同真实设备一样的操作教学效果，可以满足大批量学生教学需求。系统还可以依据不同的客户要求进行设计，尤其适于初学者的入门训练。

1，1数控加工仿真系统软件的优点

(1)实训基地建设投入资源少，却能做到一人一机操作，有利于提高了学生实际操作能力。

(2)可以使学生达到接近实物操作的训练，并且安全可靠。

(3)能使抽象问题形象化，操作训练过程中允许出错。

(4)通过动态的仿真操作使教学过程易教、易学，教学效果显著提高。

1，2数控加工仿真系统软件的不足

(1)参数设置具有随意性。

(2)学生无法通过仿真软件体会真实的加工环境。

(3)不利于学生严谨、认真的工作态度养成。

(4)先入为主，易淡薄安全意识。

为使学生能够独立而正确的操作数控机床打下真实的基础，在数控加工仿真系统软件环境下的实训教学，既要充分发挥数控加工仿真系统软件的优点，更要正确认识其缺点。

2数控加工仿真系统软件环境下教学研究

采用数控加工仿真系统软件环境上机实训前，教师要以就业为导向科学地设计实训教学内容，可把实训内容分为3个模块来安排。一是基础模块：主要讲解实训教学最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、加工中心的编程方法、操作及应用，这是所有学生必须掌握的教学重点。二是提高模块：主要讲解实训教学EMENS数控系统的编程与操作，进一步加强学生对不同数控系统机床编程方法的了解与应用。三是拓展模块：学习一些目前常用的国产系统，如华中、广数等系统的编程与操作方法来拓宽学生的知识面。将数控加工仿真系统软件环境中数控实训教学模式归纳如图1所示。

2，1运用数控加工仿真系统软件，采纳激发引导型教学方法

在数控仿真教学中，激发学生技能操作的积极性变被动为主动。首先抓住新生第一次实训，结合学科特点，介绍数控编程知识的实用价值，有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系，了解所学专业知识主要和数控编程及操作有着紧密的联系。从历届学生中挖掘具有实用价值的，能激发学习动机、学习热情和学生兴趣的典型事例，充分展现数控编程及操作的价值，使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。

2，2运用数控加工仿真系统软件，循序渐进提高数控编程与操作能力

在教学过程中一开始设计较简单的零件图样，教师先进行示范性操作，同时提醒学生认真观察，掌握操作要领。当机床的模拟切削声响起来，切屑飞溅，毛坯随着刀具的加工变成图样要求的工件后，学生的好奇心和求知欲极度膨胀，此时也恰是让学生动手操作，进行模仿的最佳时机。当学生独立完成，兴奋不已时，及时表扬学生所取得的成绩，发现学生的闪光点，鼓励学生勇于战胜自己，激发每位学生的学习自信心，挖掘学生的内在潜能。当学生激动的情绪趋于平静时，及时引导学生积极地思考，工件为什么会变成与图样尺寸一样?机床为什么会自己加工?这样也就顺理成章导出：机床由计算机控制，计算机由程序控制，程序是由技术人员编写的。显然，学生处在一种循序渐进的体验中学习，既激发了学生的主动性，又培养了学习知识的能力。

2，3运用数控加工仿真系统软件，营造情景教学氛围

在教学过程中，经常有意识地设置“陷阱”：故意少编一个程序段、参数输入错误等。如发生撞刀现象，致使工件车不出，让学生自己找出失败的原因。在运用数控加工仿真系统软件教学中应创设让学生尝试“挫折”考验的情境，以此来磨炼学生坚强的意志品质，使学生体验到只有经过艰苦努力，获得的成功才更有价值，从而产生足够的自信和克服挫折的勇气。当学生真正排除了故障后，就会在“山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村”的情感中体验学习的成就感。既获取了知识，又培养了坚韧的意志，这种经受挫折、克服挫折的教育在潜移默化中也是帮助学生增强信心的重要一环。将会让学生获益终生。

2，4运用数控加工仿真系统软件，提高学生解决实际问题、独立工作能力

教师应十分重视数控加工仿真在教学中的应用方法，摆正数控加工仿真在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真而放弃教师在教学中的引导作用，也不能在教学中教师唱独角戏。在上机前教师应利用数控加工仿真系统进行相关操作演示，并在学生上机时进行巡回指导。学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，遇到问题反复调试、相互探讨。有时可通过网络交互协作讨论，模拟解决实际问题。显然，学生更快更好的掌握数控专业技能的同时，又培养了学生自学能力、解决实际问题的能力、独立工作能力和团队协作能力。

2，5运用数控加工仿真系统软件，教学中还应构建多元评价体系

教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性，所以评价要做到：第一，合理且有一定的弹性。答案不能限制太死，只要合理就行，如一些仿真操作中学生实施方案的可行性讨论，实际操作过程中加工线路等。第二，既要评价技能操作结果，又要评价技能操作的过程。对在技能操作中学生的积极参与表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励、肯定、嘉奖。第三，转换评价的主客体关系，对学生在实训过程中的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评，还可以让学生自评或互评。如加工线路的制定、某些图样的理解、坐标点的计算，可采用学生讨论评价的方式，在研讨中发现问题，得出正确结果。就这样，运用数控加工仿真系统软件教学中构建多元评价体系，学习的主动性、积极性也就自发地调动出来了。

3数控仿真系统软件环境中数控实训教学的改进措施

社会上需要的数控技术人才，要有扎实的理论基础又要有过硬的操作水平，即对机床操作熟练又能进行工艺分析编制加工程序，更要有一定的真刀真枪加工水平。当今，随着仿真软件的快速发展，虽然仿真软件与实际加工的差距越来越小，但是两者之间始终还有差距存在，二者不能混为一谈、相互替代。在实训教学中要扬长避短，注重发挥优势，改进不足；

首先，教师应首先明确仿真软件与实际机床的区别，并引导学生进行相互比较，时刻注意这些差距，使学生认识到仿真软件的不足，并进行有针对性的训练，而不是完全依赖仿真软件。在有限条件下尽可能多进行从图纸的工艺性分析到编程加工的实操练习，利用数控仿真软件进行初期感性训练和基本程序与指令代码的练习。

其次，在应用数控加工仿真系统软件时，重视安全教育，规范化操作，让学生养成良好的机床保养与维护知识。专项进行刀具知识的系统学习，让学生正确理解刀具参数含义，进行正确选用并能掌握磨刀技术。

最后，应用数控加工仿真系统软件时，要渗透和回忆前面所学的普通机床的基本操作过程，并将二者加以比较。数控加工仿真系统软件的使用主要定在熟悉面板操作等加工过程，并且在仿真教学过程中穿插现场教学，而不能把整个实训教学活动过多地放在仿真软件训练上。

只有在教学中科学、合理、有效的利用仿真软件，将仿真训练与真刀真枪上机床操作训练有机结合起来，才能发挥仿真教学的最佳效果，使实训教学真正达到事半功倍。

数控加工仿真技术范文第5篇

关键词：多轴数控加工；MAX-PAC；Vericut；模拟仿真

1 概述

随着数控设备的不断普及，CAX（CAD/CAE/CAM）的应用也逐渐受到制造企业的重视，现代企业已经将产品3D模型、有限元分析、数控编程、加工仿真、机构运动分析等手段逐渐应用到产品的设计和制造过程中。在国内企业中，CAD/CAM集成化编程系统的应用也已十分成熟。

2 自颖喑

叶轮是典型的需要五轴联动加工的零件，见图1。

叶轮分为开式、半开式、闭式三种结构，叶轮的叶型一般分为直纹面和自由曲面两种类型，MAX-PAC是美国Concepts NREC公司开发的专业叶轮加工编程软件。

2.1 抽取叶型数据点

首先利用NX三维建模软件建立叶轮的三维模型，见图2。

利用专用的数据转换插件，将NX中的模型中的叶型数据以MAX-PAC可识别的中间格式（*.imp）导出。

2.2 生成加工程序

按照粗加工、半精加工、叶片精加工、流道精加工的顺序依次选择相应的刀具、加工方法、加工参数、加工余量等参数，最终形成加工参数。

3 Vericut模拟仿真

基于虚拟现实技术构建的虚拟机床加工环境及系统，可以全面逼真地反映现实加工环境和加工的过程，直观“监控”全部的加工过程。

3.1 构建机床模型

通过对机床相关结构、尺寸、运动原理、操作系统等参数的收集，建立机床模型并定义机床的运动方式，确保与实际的机床功能一致。

3.2 设定夹具环境

对于模拟环境来讲，除了机床本身、刀具库，同时包括机床夹具，图3展示了夹具在机床上实际的安装状态和仿真环境中的状态。

3.3 加工仿真机刀轨验证

在Vericut软件的仿真环境中，不仅可以模拟零件的切削过程，还可有有效的验证干涉和机床碰撞，见图4。验证程序没有错误后，就可以将程序传输到数控机床进行加工。

4 结束语

随着机械加工零件复杂程度、精度要求的不断提高，数控加工程序也越来越复杂，如何保证数控程序的正确性、实现数控程序的优化，以及如何提高数控设备的利用率、降低数控机床的安全隐患就成为制造企业面临的现实问题。

参考文献

[1]任涛.整体叶轮的五轴数控编程与加工[J].CAD/CAM与制造业信息化，2009（04）：2.