研究虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工中的運(yùn)用

胡震

摘 要：隨著我國科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，尤其是在數(shù)控加工中。在數(shù)控加工中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)能夠有效提高數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用效率，保證工作的質(zhì)量，可以說，虛擬仿真技術(shù)對數(shù)控技術(shù)提高起到了促進(jìn)的作用。該文首先講述虛擬仿真技術(shù)的定義，然后介紹虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工中運(yùn)用的重要意義，最后介紹虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工運(yùn)用的工作原理。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù) 數(shù)控加工 重要意義 工作原理

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（a）-0070-02

如今數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在零部件的加工中，但是由于零部件的制作工藝越來越復(fù)雜，為了保證加工的效率和質(zhì)量，虛擬仿真技術(shù)浮出水面。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用有效提高了數(shù)控加工的質(zhì)量，但是為了更加充分地運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，必須要對虛擬仿真技術(shù)的工作的原理和方式進(jìn)行掌握。

1 虛擬仿真技術(shù)的定義和內(nèi)涵

所謂虛擬仿真技術(shù)就是指建立一個虛擬的系統(tǒng)模仿另一個真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是人類改造社會中重要的戰(zhàn)略性成果。

而虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控加工中就是根據(jù)實(shí)際的加工環(huán)節(jié)和加工情況，通過計算機(jī)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的科技，建立一個虛擬的仿真加工系統(tǒng)和加工情況，從而提前檢查出數(shù)控加工的操作是否正確合規(guī)。

虛擬仿真技術(shù)是建立在計算機(jī)系統(tǒng)不斷發(fā)達(dá)和多媒體技術(shù)不斷發(fā)展的前提之下，對現(xiàn)實(shí)的技術(shù)進(jìn)行模仿，構(gòu)建出一個完整的虛擬場景。虛擬仿真技術(shù)主要具備沉浸性、交互性、虛幻性和逼真性四大基本特征，因此，被廣泛地應(yīng)用在各個領(lǐng)域當(dāng)中。

2 虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工中有效運(yùn)用的重要意義

不難發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工中有效運(yùn)用具有以下幾個重要意義。

首先，有效提高了數(shù)控機(jī)床的利用率和工作效率。當(dāng)前社會的發(fā)展趨勢就是數(shù)控機(jī)床已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的加工設(shè)備，但是目前來看，數(shù)控機(jī)床設(shè)備比較昂貴，而且對操作員工的技術(shù)要求也比較高，一旦操作失誤就會造成很大的經(jīng)濟(jì)代價，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)能夠有效地避免失誤，從而維護(hù)了數(shù)控機(jī)床的利用率和準(zhǔn)確率，提高數(shù)控機(jī)床的工作效率。

其次，有效減少失誤，提高數(shù)控加工的準(zhǔn)確度。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，在數(shù)控加工進(jìn)行之前可以模擬訓(xùn)練，在實(shí)際加工操作之前，通過進(jìn)行嘗試性切割計算機(jī)圖形的仿真，能夠有效地檢查出刀具軌跡的正確與否，也能夠檢查數(shù)控加工的程序是否正確，所以，模擬仿真技術(shù)提高了數(shù)控加工的準(zhǔn)確度。

最后，有效地保護(hù)數(shù)控加工設(shè)備的使用，延長使用壽命。通過虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行演練切割，能夠有效地避免加工操作失誤給數(shù)控機(jī)床造成的損害，從而有效地延長了數(shù)控機(jī)床的使用壽命，提高了數(shù)控機(jī)床使用企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

3 虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工運(yùn)用的工作原理

第一，開發(fā)虛擬仿真加工系統(tǒng)。虛擬仿真加工系統(tǒng)的構(gòu)建是建立在實(shí)際護(hù)理設(shè)備和與之相對應(yīng)的活動和信息的基礎(chǔ)之上，而且還要能夠根據(jù)實(shí)際加工系統(tǒng)的變化進(jìn)行改變和維護(hù)。這個虛擬仿真加工系統(tǒng)的構(gòu)建是建立在應(yīng)用CAD或者是CAM的設(shè)計功能之上，建立了機(jī)床和夾具的主要零部件模型和工件的模型，然后加工組裝成模擬仿真加工系統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)，再利用CAD或者是CAM的自動數(shù)控編程功能生成零件的數(shù)控加工程序，最后根據(jù)刀具原型制作出刀具模型，這樣就完成虛擬仿真加工的模型和信息的準(zhǔn)備。

第二，虛擬仿真加工系統(tǒng)的機(jī)床建模?？梢哉f機(jī)床建模是虛擬仿真加工系統(tǒng)的關(guān)鍵模型，也是實(shí)際數(shù)控機(jī)床在虛擬仿真加工系統(tǒng)下生成的數(shù)字化的模型，這種數(shù)字化模型主要包括幾何模型和運(yùn)動模型，其中幾何模型就是在CAD系統(tǒng)下建成的，幾何模型的構(gòu)建就是根據(jù)實(shí)際測量機(jī)床的尺寸、大小進(jìn)行相應(yīng)的建模，然后再進(jìn)行裝配，形成虛擬的數(shù)控機(jī)床；運(yùn)動模型主要是用來處理幾何模型在數(shù)控機(jī)床的數(shù)控程序下可以進(jìn)行改變、能動的模型。

第三，虛擬仿真加工系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。在建立了數(shù)控機(jī)床的模型之后，要想實(shí)現(xiàn)虛擬仿真加工的功能，就需要對各種程序進(jìn)行檢查，確立各個程序的翻譯模塊，然后對運(yùn)動仿真和道具的運(yùn)行進(jìn)行功能檢查，同時要有效地保證碰撞通過檢測標(biāo)準(zhǔn)，最后實(shí)現(xiàn)了真正的工作運(yùn)用。

4 結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的廣泛應(yīng)用有效地提高了數(shù)控機(jī)床的工作效率，延長了使用的壽命，對數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用起到了促進(jìn)的作用。為了充分利用虛擬仿真技術(shù)，必須要明確其應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床中的工作原理，按照工作原理開展各項(xiàng)工作，確保該技術(shù)充分發(fā)揮其優(yōu)勢，促進(jìn)我國數(shù)控加工的進(jìn)步。

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