毛道义+刘冬冬

[摘 要]数控机床加工仿真技术实际上就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。本文针对数控仿真技术进行简单概述分析，并结合现阶段我国数控机床加工仿真技术的应用进行机床仿真系统分析，为更好的推广与应用该项技术而提供相关的系统研究结果。

[关键词]数控加工；机床仿真；系统研究

中图分类号：TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0398-01

数控加工机床仿真技术是新时期科学技术发展水平的一种体现，在我国各类零件加工领域中有着非常重要的作用。时代快速发展，人们对机械制造类的生产质量有着严格的要求，包括对每一个结构的完整性与性能作用都非常关注，这就需要不断提高机床加工技术水平来满足现代制造生产要求，数控机床仿真技术的诞生为满足现代零件加工精度要求做出巨大贡献，其主要是因为在机床仿真系统中有着功能非常强大的技术软件，值得我们进一步研究。

1 数控仿真技术概述

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與实践经验总的得知，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。

2 机床仿真系统

2.1 Vericut系统

Vericut系统可以对数控代码的查证步骤进行模拟，还能够将最大程度地将去料与切削效率提高起来。Vericu是交互的模拟数控加工轨迹代码的去料切削运动的，其模拟部分可以在计算机屏幕上显示，对刀具轨迹的精度进行验证，而且要确保经过验证之后的部分能够达到相关设计标准。在真正加工前，Vericut系统可以及时发现可能会对加工过程造成阻碍的问题，并且将可靠的加工轨迹序列号确认出来，从而进行及时而又快速方便的修改。无论是什么形式的刀具轨迹代码，几乎都可以充当Vericut的输入程序。而APT形式的CL文件与M&G代码相同，都能够直接被Vericut执行。而在Vericut系统中，有一点和真实加工比较相似的，即Vericut系统要走刀轨迹代码，也要描述所加工的原材料和切削工具。验证结果有两个，即为加工过的固体模型以及在模拟加工时监测出来的存在全部错误的相关日志文件，也就是产品与报告两个结果。

Vericut系统可以将验证过程进行简化，提高其效率，也可以将工厂的生产率大大提高。在Vericut系统中，其优化设置不但是自动化的，而且对用户来说，也是可选择的。因此，用户可以最大限度地提高去料切削效率。基于切削的角度、深度以及宽度，每一个刀具轨迹的切削速度与进给速度都会处于最佳的调节状态。

2.2 Vericut Machine Simulation系统

该系统还可以发挥不同类别数控代码转换技术的功能，将一些数控代码废品转化为ASCⅡAPT标准刀具轨迹文件，可用于普通数控机床上，也可以采用Vericut对其进行仿真。而该系统主要模块和功能有以下几个：

（1）机床构建器。该功能可以为现有数控机床与控制指令的修改工作提供有利工具，也可以通过它而为仿真环境增添所需新设备。在Machine Simulation系统中，对机床部件或者其他细节进行描述时，可以利用从CAD系统引入的模型或者实体模型来实现。除此之外，刀具直径或长度补偿、计量长度和变量编程、加工坐标系、子程序或者宏指令等高级的功能都可以通过Machine Simulation系统来实现。

（2）机床开发工具箱。在Machine Simulation功能满足大多数数控模拟的要求时，机床开发工具箱却可以达到一些比较特殊的加工和仿真标准。机床开发工具箱作为一种比较高层面的编程工具，可以将Vericut对特殊、复杂的数控代码的解读能力进行提高，从而满足特殊需求。机床开发工具要出具编程工具与编程方法，首先要对Vericut在对数控代码进行解读时所需的宏进行定义。宏会被编译到一个和标准文件库相连的目标文件之中，从而获得CME文件，也就是新的CGTech可执行宏文件。另外，机床开发工具箱还能够对任何来源的数控代码进行解读，或者将其转化为其他形式输出。

（3）Auto-Diff。Auto-Diff的目的就是要在真正加工前进行检验，从而及时发现问题，以降低数控加工过程总成本。而设计的剖面模型、从CAD系统引入的仿真模型的几何特性都可以由Auto-Diff来进行比较。而在对仿真模型与IGES准确数学描述模型进行比较时，Vericut系统可以将错误检验的精度大大提高。而再加上Auto-Diff的比较，可以将加工时工件上存在过切或者切削不足现象的某些部分进行自动识别，并且会将其显现出来。Auto-Diff不但将生产成本与生产时间同时减少，也使得第一轮加工的工件质量大大提高。

（4）几何工具包。要将各种CAD数据转化为CGTech产品可用文件或者STL文件，可以通过几何工具包来完成。几何工具包还可以对一些有问题的模型文件进行修复，或者实现表面模型向实体模型的转化生成，使得一些没有用处或者应用不大的模型可以转化为能够被利用的实体，如夹具、组件等等。另外，几何工具包还可以转化为其他一些应用软件、CGTech产品可利用的设计模型。

参考文献

[1] 陈康玮.基于UG与VERICUT数控加工仿真技术应用[D].西安工业大学，2013；

[2] 李永祥，胡秀阳，汪洪，等.计算机虚拟仿真技术在数控加工中的应用研究[J].浙江师范大学学报自然科学版，2013，36（4）.