數(shù)控插補仿真系統(tǒng)開發(fā)

1、數(shù)控插補仿真系統(tǒng)開發(fā)當(dāng)今，在NC程序自動檢查中，主要研究方向是數(shù)控加工圖形仿真。數(shù)控仿真對加工過程仿真模擬演示，可以檢驗數(shù)控程序的正確性和合理性，大大降低工藝試切法的高成本和高消耗，大大縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期。1國內(nèi)數(shù)控外仿真加工研究概況國外很早就對仿真加工有研究，Kawabe等人最早利用刀具軌跡，采用逐點比較法形成插補器獲取刀具加工零件框架圖。但是目前研究向三維實體仿真發(fā)展，如：Aderson研究了三維碰撞檢驗算法，K.K.Wang研究了布爾運算的NC檢驗系統(tǒng)等。目前，國外，數(shù)控仿真系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到實用化，商品化的階段。如PTC公司的Pro/E軟件在數(shù)控加工上提供多重走刀方法，對選擇加工路徑。刀具

2、，毛坯，測量，通用后置處理都有很強的功能。國內(nèi)這一領(lǐng)域開展較晚，但目前在仿真系統(tǒng)開發(fā)也取得很大的進展。CAXA是我國本土的軟件，主要面向中小型企業(yè)，而且實用性較強，能實現(xiàn)CAD/CAM勺集成，能形成NC代碼。2數(shù)控系統(tǒng)仿真的發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題2.1 數(shù)控系統(tǒng)仿真的發(fā)展現(xiàn)狀為確保數(shù)控程序的正確性，在生產(chǎn)中常采用易切削的材料代替工件進行試切，檢驗加工指令，也有采用軌跡顯示法。但這些方法費工費料，使生產(chǎn)成本上升，增加了生產(chǎn)周期。為此，人們直在研究能逐步代替試切的計算機仿真方法，并在試切環(huán)境的模型化、仿真計算和圖形顯示等方面取得了重要的進展，目前正向提高模型的精確度、仿真計算實時化和改善圖形顯示的真

3、實感等方向發(fā)展。從試制環(huán)境的模型特點來看，目前NC切削過程仿真分幾何仿真和力學(xué)仿真兩個方面。幾何仿真不考慮切削參數(shù)、切削力及其它物理因素的影響，只仿真刀具工件幾何體的運動，以驗證NC程序的正確性，可以減少或消除因程序錯誤而導(dǎo)致的機床損傷、夾具破壞或刀具折斷、零件報廢等問題；同時可以減少從產(chǎn)品設(shè)計到制造的時間，降低生產(chǎn)成本。切削過程的力學(xué)仿真屬于物理仿真范疇，它通過仿真切削過程的動態(tài)力學(xué)特性來預(yù)測刀具破損、刀具振動、控制切削參數(shù)從而達到優(yōu)化切削過程的目的。2.2 數(shù)控仿真存在的問題目前進行的數(shù)控插補仿真，主要存在以下兩種情況。一種是從研究金屬切削的角度出發(fā)，研究其切削機理，供生產(chǎn)設(shè)計與研究應(yīng)用。

4、另一種是將加工過程仿真作為系統(tǒng)的一部分，重點在于構(gòu)造完整的虛擬仿真系統(tǒng)。但這兩種方式的仿真方法相同，即對機械加工工藝系統(tǒng)建立連續(xù)變化的模型，然后利用數(shù)學(xué)離散方法將連續(xù)模型離散為斷續(xù)點，通過分析這些離散點的物理因素變化情況來仿真加工過程。仿真手段限制仿真系統(tǒng)的發(fā)展，仿真技術(shù)的發(fā)展與計算機技術(shù)緊密相連。目前應(yīng)用C+吾言及面向?qū)ο蟮姆椒?OOP開發(fā)仿真系統(tǒng)已成為發(fā)展潮流。以上問題已引起研究人員的重視，今后的仿真制造系統(tǒng)將朝著快速運行、加工方面向多種式，更加符合實際情況的方向發(fā)展。3數(shù)控插補仿真系統(tǒng)的開發(fā)3.1系統(tǒng)的設(shè)計原則為了縮短零件從加工到設(shè)計的開發(fā)周期，提高加工質(zhì)量，本系統(tǒng)在設(shè)計時遵守以下原則：

5、一是實用性：即設(shè)計的仿真系統(tǒng)應(yīng)具有實際的應(yīng)用前景。二是可靠性：即系統(tǒng)能夠準確的模擬數(shù)控系統(tǒng)的插補過程，仿真結(jié)果可靠。三是可移植性：系統(tǒng)采用標準的編程語言和圖形軟件進行編碼實現(xiàn)，盡量減少對硬件的依賴性。3.2仿真模塊總體流程在開發(fā)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)前，首先考慮的問題是需要分析該軟件的數(shù)據(jù)流程。以車削為例，根據(jù)數(shù)控車削中心的加工特點，得到其總體數(shù)據(jù)流程圖，如圖lo其中刀具數(shù)據(jù)提供諸如刀號、刀補數(shù)據(jù)。刀補在寄存器中的地址信息等；NC代碼編制準則為數(shù)控車床的指令編制準則，包括加工代碼和加工數(shù)據(jù)的格式和大小范圍等信息；編制NC文件為在計算機上編制純文本文件，內(nèi)容為NC代碼程序；可識別的中間數(shù)據(jù)指讀取NC文件中的數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)化成為可用于仿真運行的具有一定格式的數(shù)據(jù)文件。3.3仿真系統(tǒng)的開發(fā)步驟根據(jù)數(shù)控車床加工工件的成型原理，研究車削仿真加工的流程及工件毛坯的模型設(shè)計，基于VB開發(fā)二維數(shù)控仿真系統(tǒng)開發(fā)步驟。建立刀具類，并能使之圖形化。2）建立毛坯類。并能使之圖形化。討論NC代碼的處理，給出NC代碼的編譯、輸入、解釋、編譯、修改與確認的方法及其與其仿真系統(tǒng)的集成方式。4）分析動態(tài)圖形顯示方法，確定采用交互能力強的實時動畫方式來模擬加工過程。5）制定圖形顯示過程中的刀具軌跡直線插補與圓弧插補代碼，制作插補器。6）視