基于加工质量预测与分析的数控铣削过程仿真系统研究与开发
基于VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工实例分析
基于VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工实例分析摘要：以VNUC仿真软件的数控铣削仿真加工为例，通过教学实践证明，VNUC仿真软件的应用不仅弥补了设备的不足，而且也是节约成本、安全有效的教学模式。
关键词：VNUC；数控铣削；仿真加工Abstract: In the simulation of NC milling simulation software VNUC as an example, through the teaching practice, the application of VNUC simulation software can not only make up the equipment deficiencies, but also save the cost, safety and effective teaching model.Key words: VNUC; NC milling; machining simulation数控铣床是一类很重要的数控机床，在数控机床中所占的比例最大，在航空航天、汽车制造、一般机械加工和模具制造业中应用非常广泛。
数控铣床可进行钻孔、镗孔、攻螺纹、外形轮廓铣削和立体轮廓铣削及五维复杂形面的铣削加工。
随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，对数控技术人员的需求日益增加，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。
数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与院校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真软件，是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或者二维图形的方式演示出来的软件。
用计算机仿真软件进行培训，安全可靠、费用低，因此，VNUC数控仿真软件在数控教学中发挥着重要的作用。
本文以VNUC仿真软件对数控铣削的仿真加工为例，通过一段时间的数控教学，发现数控仿真软件不仅弥补了数控设备不足而无法满足学生实际动手操作训练的缺陷，同时也是节约成本、安全有效的教学模式。
NC铣削加工计算机模拟仿真系统的开发的开题报告
NC铣削加工计算机模拟仿真系统的开发的开题报告一、项目背景随着科技的不断进步和制造技术的不断发展，NC（Numerical Control）铣削加工越来越广泛地应用于各个领域，如汽车制造、航空航天、模具制造等。
在NC铣削加工过程中，由于零件复杂度高、各种加工参数变化多样，因此传统的经验式计算已经无法满足要求，而采用计算机模拟仿真技术对NC铣削加工进行科学分析和优化对提高加工效率和质量至关重要。
本项目旨在开发一个NC铣削加工计算机模拟仿真系统，通过根据输入的零件CAD图纸和参数进行铣削加工仿真分析，以提高生产效率和保障产品质量。
二、研究内容和目标NC铣削加工计算机模拟仿真系统主要研究内容包括：1. 零件CAD数据的导入和处理：利用处理CAD数据的相关工具，将零件CAD数据导入系统中。
2. 仿真模型的建立：根据零件CAD数据，建立铣削加工的仿真模型，包括切削参数、工具路径、加工过程等。
3. 仿真结果的可视化展示：将仿真结果以图形化的方式展示出来，包括切削力、表面粗糙度、变形等。
4. 仿真分析：对仿真结果进行分析，为优化铣削加工提供科学依据。
本项目的目标是开发一个NC铣削加工计算机模拟仿真系统，能够实现精确的铣削加工仿真分析，并且友好的交互界面，使得用户能够轻松使用该系统进行铣削加工的仿真分析。
三、研究方法和技术路线本项目采用如下研究方法和技术路线：1. 确定仿真分析的参数和指标，并采用计算机数学建模方法，建立铣削加工的仿真模型。
2. 选择合适的计算机仿真软件，如Python等。
3. 实现仿真模型和仿真软件的集成。
4. 设计友好的用户界面，并且提供详细的操作指南。
四、预期成果本项目预期实现的成果包括：1. 一个能够实现NC铣削加工计算机模拟仿真的软件系统。
2. 能够实现对零件CAD数据的导入和处理，并根据输入的切削参数、工具路径等进行仿真分析。
3. 能够输出仿真结果，并且对结果进行可视化展示和分析，为优化铣削加工提供科学依据。
试论数控加工动态仿真系统的研发及应用
Ｙｏ ｋ １ ６ ２ ２ ７ Ｇｌａｏ ｏ ｐ ｒ ｔ ｎ ２ ０ ． ｒ ４ ９ — ９ ０： ｅ ｓ ｎ Ｃ ｒ ｏ ａｉ ０ ０ ｏ
（ 稿 日期 ： ０ ２ ３ ４ 收 ２ １ —０ 一Ｏ ）
１ 数 控 加 工 动 态 仿 真 系 统 的 研 发
（ ） 体 设 计 结 构 。如 图 １ 示 ， 先 通 过 蓝 天 数 控 １整 所 首 系统 解 释 器进 行 工 件 程 序 的 读 取 ， 进 行 语 法 、 法 等 检 再 词 查 分 析 工 作 ， 提 取 数 控 程序 过 程 的 同时 对 刀 具 和 工 艺 信 在
数 控 系 统 一 般 作 为 独 立 于 其 他 操 作 过 程 的 控 制 单 元 ， 用 于 各 个 对 象 的控 制 中 ， 制 和 管 理 是 系统 软 件 需 作 控 要 完 成 的 工 作 。控 制 软 件 包 括 刀 具 补 偿 、 补 计 算 、 插 译 码 、 置 控 制 以及 速 度 预 处 理 等 密 切 联 系 机 床 加 工 的 功 位 能 。管 理 软 件 包 括 ＩＯ 处 理 、 断 、 示 、 入 等 。 控 制 ／ 诊 显 输
优的加工方案 。
（ ） 示 。 主 要 提 供 操 作 上 的 方 便 ， 般 用 在 零 件 程 ２显 一 序 的 显 示 、 床 状 态 显 示 、 数 显 示 、 警 显 示 及 道 具 位 车 参 报
置显示等 。
（） 型 的 建 立 。 首 先 处 理 ＮＣ 文 件 ， 含 检 查 语 ３模 包 法 ， 译 可 识 别 中 间 数 据 。程 序 采 用 的 解 释 原 则 是 编 译 编 指令一条 ， 执行一条 ， 则 同时 显 示 执 行 完 的成 果 。
开题报告_数控铣削加工过程仿真
毕业设计(论文)开题报告学生姓名：李赢学号： 1015070124 专业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：数控铣削加工过程仿真指导教师：张学军2014 年3月28 日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告二、国内外发展现状虚拟加工过程仿真系统是虚拟制造的底层关键技术，包括几何仿真系统和物理仿真系统两大部分。
几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，解决对加工过程直观的动态图形描述和精度检验。
目前在几何仿真系统方面的研究出现了Pro/E、UG、MasterCAM等商业软件。
Pro/E是美国PTC公司开发的，采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，其工业设计方案可直接读取内部的零件和装配文件。
提供刀具加工路径控制和工路径的创建，支持高速加工和多轴加工，并带有多种图形文件接口。
UG／CAM是将数控虚拟加工仿真模块连接起来，从车削到复杂曲面的铣削，为用户提供了一个方便实用的仿真环境．在刀具移动过程中，用户既可基于图形编辑刀具路径，对其进行扩展、缩短或修改，同时还可定制出自己的菜单和对话框。
数控加工中心仿真系统的研究与开发
检 查器其 实就 是对使用者所使用 的代码和语法 进 行一个 系统的检查 ，毕竟涉及编 写的代码量 还是非常多的， 良好有 效的检查就 能更快 的发 现代码 中的错 ，并将 其反馈 出来。编 译器 则是 将验证通过的代 码进 行进一步的扫 描确认 ，最 终发现没有错 误后才 能够进 行生成 系统认 知代
一
３ ． ２虚拟数控 系统 中的相应技 术 在程序编译模块可 以使用 由 ＮＣ编辑器 、 ＮＣ检查器 以及 ＮＣ翻译 器组成 。这 其中 ，编
辑 器 的 主 要作 用 就是 对 于数 控 文件 进 行 读 写 。
当 前人类 随着 社会 的发 展，各方 面技 术 都在不断 的更新和完善 ，而数字化技术虽然是 近些年才逐渐兴起 的，但在人们的工作生活 中 已经发挥着 巨大 的作用 。在机械制造方面 ，工 业革命 的一次又一次推进使得该方面 的发展 已 经在不 断的达到全新 的高度 。而机械制造本来 就属于工业化半 自动产业 ，将数字化技术的完 美 融合毫无疑 问能使之达到全新的高度 。数控
达 到 良好 的推进工件加工 的产 品质量与效果 。 合 理完善 的数控加工 中心仿真系统 的开发能更 好 的帮助解决实 际的工件加工 问题 ，以达到预
期 的优 良效 果 。
连接 ，从而 良好的解决 了数据共享的问题 。
４ 结 束 语
Ｉ Ｔ时代 已经 到来，相应的 Ｉ Ｔ技术包括数 字化 自动化都在全面运用在人们 的生活学 习和 工作当中。准确 的了解数控加 工中心的概念和 相 应开 发原则 能更好 的帮助 实施仿真 系统 的设 计开发，有效合 理的使用相应 的开发技术 并结 合 相应 的网络技术进行配合 实施才 能更为 高效 便捷的完 成相应 的开发 目的，使得整个仿真 系 统能够 真正达 到一个模拟实 际操作 的功效 ，完
数控铣削仿真培训系统的研究与开发
数控铣削仿真培训系统的研究与开发*牛锡振,王太勇,张泉(天津大学机械工程学院,天津300072)摘要:介绍了数控铣削仿真培训系统的设计背景及总体思路,采用V isua l Basic编程语言在W i ndow s系统环境下,设计了针对于某一型号数控铣床的仿真操作系统软件,从而达到在普通微机上就能实现对真实机床的模拟操作、数控程序检错及加工过程动态仿真的目的。
关键词:数控铣床;教学仿真;N C程序中图分类号:T P311文献标识码:A文章编号:1001-3881(2006)9-209-3Research and Develop m ent on NC M illing Si m ulation Training Syste mN I U X izhen,WANG Ta i y ong,ZHANG Quan(M echan ica lEng ineeri n g Depart m en,t T i a nji n Un i v ersity,T ian ji n300072,China) Abstrac t:The backg round and overall t hought of NC m illi ng si m ulati on tra i n i ng syste m w ere i ntroduced1T he s i m u l ation ope ra ting syste m so ft wa re on the basis o f a N C m illing m ach i ne o f som e m ode lw as desi gned w ith the a i ds o f V i sua l Basic prog ramm i ng language in the W i ndow s env iron m ent1T his so ft w are can rea lize si m ulati ng operati ng o f real N C m ach i ne too l and com plete autom ati c error-check i ng of NC progra m and dynam ic si m ulation o fm ach i ne process i n the nor m a l co m puter1K eyword s:N C m illing m ach i ne;T eaching si m u l a ti on;NC progra m0引言随着现代化机械制造技术的发展,数控机床作为高效自动化的加工设备已经获得了广泛的应用。
数控铣床工作台仿真实验系统的开发开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目数控铣床工作台仿真实验系统的开发专业机械设计制造及自动化一、毕业设计(论文)课题来源、类型本次毕业设计的课题是“数控铣床工作台仿真实验系统的开发”，其来源为科学研究，类型为科研论文。
二、选题的目的及意义随着机械制造工业的迅速发展和科技水平的不断进步，用于自动控制的数控机床代替传统的普通机床，得到迅速而广泛地应用,机床的传动系统由原来的齿轮有级变速传动到现在的由计算机控制伺服电机的无级变速传动。
因此，我们对机床工作台的设计就显得非常重要；由于数控机床技术含量高、成本昂贵，若中小企业广泛采用数控机床不仅费用高而且资源浪费。
因此，对普通机床进行数控化改造也成了人们近年来研究的课题。
本次毕业设计课题“数控铣床工作台仿真实验系统的开发”就是从以上几点出发，综合运用机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练，其主要目的是强化机械结构设计，同时进一步掌握数空机床控制系统的设计思路，通过对控制系统硬件和软件的设计，掌握数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过对数控铣床工作台结构的设计，培养我们分析问题和解决问题的能力，对自己而言这也是很大的进步和提高，从而达到选题的目的；通过开发这样一套仿真系统也为数空机床控制系统的研究和普通机床的数控化改造，提供了必要的参考依据；开发的这套仿真系统也可以作为一套实验室设备，对数控系统的研究也有一定的现实意义。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势随着计算机技术的发展，机床工业的发展也日新月异。
用于自动控制的数控机床在提高效率，节省人力，提高加工精度，降低加工费用等方面都具有很大的优越性。
目前，数控机床、加工中心、分布式数控（DNC）所配置的数控系统大多依据专用的计算机而设计，一般都采用非标准接口，而且使用不同的汇编语言及操作系统，不少机床产品已在PC控制的基础上采用Windows、Windows NT 制作用户界面，PC操作程序更便于用户接受及操作。
数控铣削物理仿真及优化系统研究的开题报告
数控铣削物理仿真及优化系统研究的开题报告一、选题背景及意义数控铣削是数字化制造技术的重要应用之一，在现代制造业中占据重要地位。
优化数控铣削加工过程，提高加工精度和效率是制造业发展的重要方向。
目前数控铣削加工常常因为工件形状复杂、工件材质不同等因素导致加工精度和效率不高。
因此，通过物理仿真技术对数控铣削加工过程进行模拟和分析，并提出优化方案，可以有效地提高数控铣削加工的精度和效率。
本课题旨在研究数控铣削物理仿真及优化系统，为制造业提供更为精确、高效的数控铣削加工方案。
二、主要研究内容1. 数控铣削加工中的物理仿真技术（1）数学建模：对过程中涉及到的物理量、材料参数、系统特性进行量化描述，通过数学公式表达出来。
（2）数值分析：将分析对象抽象建立的数学模型以数值方式求解。
（3）几何造型：依据工件、刀具和加工路径等形状特征，进行三维精确建模，方便进行仿真分析。
（4）材料建模：根据工件和刀具材料以及加工参数等因素，配合数学模型和仿真算法，得到材料特性的描述和分析。
2. 数控铣削加工中的优化技术（1）刀具路径优化：根据工件形状、刀具特性以及加工要求等因素，进行最佳路径规划。
（2）加工参数优化：根据材料特性、工件形状等因素，确定最佳加工速度、进给量等参数。
（3）降低加工误差：采用补偿技术、温度补偿等方法，降低加工误差，提高加工精度。
三、研究方法（1）对数控铣削加工过程进行物理仿真，建立数学模型和几何模型，使用数值计算方法计算各物理量和材料特性。
（2）开发数控铣削加工仿真软件，实现三维建模和仿真分析，支持多种工件形状和加工路径。
（3）实验验证，对仿真加工过程进行实际加工，通过对比仿真结果和实际加工结果，验证仿真技术的可靠性和准确性。
四、预期成果（1）成功研发出数控铣削物理仿真及优化系统，为数控铣削加工提供更为精确、高效的加工方案。
（2）建立数学模型和几何模型，为制造业提供更为精细的加工控制和优化方案。
（3）实验验证，验证仿真技术的可靠性和准确性，为制造业提供可靠的加工方案参考。
数控铣床工作台仿真实验系统的开发
目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 国内外数控技术的现状及发展趋势 (1)1.3 单片机技术及其发展趋势 (3)第2章数控铣床工作台总体方案设计 (4)2.1总体方案设计的内容 (4)2.2 控制系统的选择 (4)2.3 系统运动方式的选择 (5)2.4 伺服系统的选择 (5)2.5 传动及导向元件选择 (6)第3章工作台机械结构设计 (7)3.1 工作台结构设计的内容和任务 (7)3.2 确定系统的脉冲当量 (8)3.3 伺服电机的确定及选择 (8)3.4 传动及导向元件的设计、计算及选用 (10)3.4.1传动元件的设计 (10)3.4.2导向元件的设计 (10)3.5 计算机绘制工作台结构装配图 (12)第4章工作台控制系统硬件电路设计 (13)4.1 控制系统硬件电路设计的内容 (13)4.2 确定系统硬件电路设计的整体方案 (13)4.3主CPU的选择 (15)4.4 8031单片机管脚功能及特点 (16)4.5 存储器扩展电路的设计 (20)4.5.1 程序存储器扩展 (20)4.5.2 地址锁存器74LS373 (21)4.5.3 数据存储器的扩展 (22)4.5.4 译码电路 (22)4.6 I/O扩展电路的设计 (23)4.6.1 8155扩展芯片 (23)4.6.2 键盘及其接口电路 (24)4.6.3 显示器及其接口电路 (25)4.7步进电机驱动电路设计 (27)4.7.1 功率放大电路 (27)4.7.2 隔离电路 (28)4.7.3 步进电机驱动电路 (29)4.8其它辅助电路设计 (30)4.8.1 8031时钟电路设计 (30)4.8.2 复位电路 (30)第5章控制系统软件设计 (32)5.1控制系统软件设计的内容及方法 (32)5.1.1 程序设计的内容 (32)5.1.2 程序设计的方法及要求 (32)5.2环形分配器软件设计 (33)5.2.1步进电机转速控制 (33)5.2.2 编制环形分配器程序及框图 (35)5.3逐点比较法直线插补程序设计 (38)5.3.1 逐点比较法直线插补（第一象限） (38)5.3.2 编制第一象限直线插补主程序 (39)5.3.3 逐点比较法圆弧插补程序设计 (41)结论及展望 (46)参考文献 (47)致谢 (49)数控铣床工作台仿真实验系统的开发摘要本文主要是设计一套以MCS—51单片机为主控制器的数控铣床工作台仿真实验系统，首先对数控技术的发展作了分析和总结，探讨了数控机床的开放化、智能化、高精度、高速度和网络化的发展趋势；着重分析了单片机数控系统的控制原理，指出了设计数控系统的一般方法和步骤，并阐述了MCS—51系列单片机的功能以及在机床数控系统中所发挥的作用；设计开发了系统机械结构以及控制系统的I/O接口电路、步进电机驱动电路；通过编写汇编程序，从而实现系统设计要求。
数控铣削加工过程仿真研究
程的仿真水平较低 ， 以真正体现数控机 床的工作情况 ， 难 妨碍 了数控仿 真系统在生产实际的应用。相对于车削， 铣削加工过程的仿 真研究更少。
针对 这种情况 ， 我们对数控铣 削加工过程的仿真展开了研 究。
１ 数控铣 削加 工过 程仿真 系统 的结构
整个铣 削加工过程仿真系统的结构由五大模块组成 ， 见图 ｌ 。
维普资讯
科技 情报开发与经济
文章编号 ：０ ５ ６ ３ （ ０６）９ ０ ６ — ３ １０ — ０ ３ ２０ １ — １ １０
Ｓ Ｉ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ ＩＮＤ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆ Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ一Ｅ ＨＩ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ ｒ Ｎ Ｃ ＮＭ
的加工刀具 ， 并实现对各种刀具信息的管理 。它能实现对符合 ＩＯ标准 Ｓ
的刀具进行 管理， 包括 刀具 的输 入、 删除 、 择等 ， 选 对于非标准 刀具 ， 允许 用户 自己定 义刀具 ， 并能对给定 的刀具和加工轮 廓进 行干涉 、 碰撞检查
等。 由使用者选择铣 刀类型和刀号 ， 系统提供 了多种刀具类型可供选择 ，
行插补控制 ， 完成数控加工动画仿真过程。 在加工过程中 ， 我们不仅可以 连续不断地旋转 、 平移 、 改变视角 ， 还可 以局部或者整体缩放 以达 到观 察
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｖ ｌ ｐ ｎ ｈ Ｄ ｏ ｅ ａ ｉ ｅＤｅ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｔ ｄ ｎ Ｄｅ ｅｏ ｉ ｇｔ ｅ３ Ｃｏ ｐ ｒ ｔｖ ｓｇ ｙ ｔ ｍ
选择 的结果将用于仿真加工时显示刀具 图形。 （） ３ 数控程序录入模块 。该模块提供 了一个供使用者输 入和编辑 数
控程序 的接 口，操作者能够通过仿真操作面板实现数 控源代码 的输 入、 编辑 、 存储等功 能 ， 录入的数控程序将 用于仿真加工 中刀具轨迹 的计 算
高速铣削过程铣削力建模与仿真及实验研究的开题报告
高速铣削过程铣削力建模与仿真及实验研究的开题报告一、研究背景及意义高速铣削技术是在高速数控机床上进行的，其主要特点是:切削速度较高，工具进给速度也较高，铣削精度高，加工效率高等。
高速铣削加工技术的出现，不仅极大提高了工件的质量和生产效率，还有望进一步推动制造业的发展。
因此，高速铣削技术的研究和应用具有重要意义。
随着机械加工技术的进步与发展，对于高速铣削过程中铣削力、表面粗糙度、切屑形态、刀具寿命等一系列问题的研究已成为机械工程领域重要的研究方向之一。
铣削加工中的铣削力是一个非常重要的加工参数，具有直接影响到加工效率、加工质量的特点。
因此，研究铣削力的变化规律及其控制方法是提高高速铣削加工质量和效率的必要条件。
而表面粗糙度则是体现工件表面光洁度的重要指标，是直接影响到工件的功能性能的因素之一。
在高速铣削加工过程中，如何有效地预测铣削过程中的铣削力及表面粗糙度，对提高高速铣削加工质量和效率具有非常重要的意义。
因此，铣削力和表面粗糙度的预测是高速铣削加工研究的重要领域之一。
二、研究内容及方法1. 研究内容本研究的主要研究内容包括：(1) 高速铣削过程中刀具与工件的接触状态建模和仿真。
(2) 基于接触状态的铣削力计算与分析。
(3) 高速铣削加工表面粗糙度的预测与控制方法研究。
(4) 高速铣削加工过程中切削刃面磨损的分析及刀具寿命的预测。
2. 研究方法本研究的研究方法主要包括：(1) 基于有限元仿真的高速铣削加工过程建模和仿真。
(2) 基于实验测试数据的高速铣削加工过程力学特性分析。
(3) 基于人工神经网络的高速铣削加工表面粗糙度预测模型的建立。
(4) 组合多种方法，实现高速铣削加工过程中切削刃面磨损的分析及刀具寿命的预测。
三、研究计划及进度1. 研究计划(1) 第一年：建立高速铣削加工过程的有限元仿真模型，分析铣削力的变化规律。
(2) 第二年：基于实验测试数据，分析高速铣削加工过程中的力学特性，并建立高速铣削加工表面粗糙度预测模型。
虚拟数控铣床仿真实训系统的研究与实现
虚拟数控铣床仿真实训系统的研究与实现作者：周文来源：《计算机光盘软件与应用》2012年第23期摘要：本文基于对虚拟数控加工过程及相关技术的深入研究，在Visual C ++平台上利用OpenGL技术建立虚拟数控铣削加工环境，在系统中应用模块化思想建立了系统的总体结构，详细设计了系统中各功能模块，并对系统的主要实现算法和仿真过程实现等关键技术进行了具体描述。
所构建的仿真系统适用于职业教育教学与培训，实践中取得了良好的效果。
关键词：虚拟数控铣床；建模；仿真中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 23-0000-04职业教育以岗位需求和职业能力为本位，突出实践技能的训练。
目前很多学校都投入购置了数控设备，虽然数控机床的数量增加了很多，但仍不能满足实训教学的需要；学生从理论学习转入实际操作缺少中间过渡环节，实训的危险性增加；实训教师在现场指导多名学生同时操作时，环境嘈杂，且很多学生围着一台机床，教学效果不好；数控机床结构复杂紧凑，学生在学习过程中观察了解机床的工作状态和工作原理及机床的机构时，观察角度受到限制等等。
而计算机仿真系统将抽象的知识直观化，实习现场情景化，有效解决了以上难题，目前已出现了一些相关研究，但面向职业教育的、高交互的数控仿真实训软件目前还很少见到，开展该领域的研究有着较大的研究和应用价值。
虚拟数控技术是以计算机仿真和数控加工技术为基础，集计算机图形学、人工智能、并行工程、网络技术、多媒体技术和虚拟现实等技术为一体，在虚拟的条件下，对数控设备的工作过程和环境进行全面的仿真。
系统以实际的数控铣床及其工作过程为研究对象，以VisualC++6.0作为系统开发的软件平台，采用OpenGL技术，在Windows XP操作系统下，在构建了一套场景化高交互的数控铣床仿真实训系统基础上，重点讨论了其构建方法、实现过程及相关技术。
1 虚拟数控铣削加工系统总体设计1.1 总体设计思想本虚拟数控铣削系统由两大部分构成，即虚拟加工环境和虚拟加工过程。
三轴数控铣削加工仿真系统的研究与实现
算和仿真结果输 出三部分 。
２ 三轴数控铣削加工仿真系统 的主要功能模块
～
Ｇ ２ Ｇ７～ １；ｇ ，ｇ 。系统 在读入 Ｎ 文件之后 ， Ｏ ； １ Ｇ９ Ｇ０ Ｇ ｌ Ｃ 需将
Ｎ Ｃ文件数据转化为仿真所 需 的坐标点 ， 并存 储到 链表 中… 。 链 表结构如下 ：
ｔ ｐ ｄ ｆ ｓ ｃ ｏ ｉ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔ ｔｐ ｓｔ ｎ ｍ ｉ
刀轨仿 真只是 动态显示机 床走 刀路径 ， 没有考 虑实 际 并 刀轨与设计理想模 型间的 比较 关系 ， 其是刀 具在加 工过 程 尤 中刀具对工件 的干涉无 法反映 出来 ， 而不能对 加工 过程 的 从 干涉作 出一个定量 的评判 。 本文通 过计算 刀位 点到工 件表 面 的最 短距离 ， 比较其与刀具半径 的大小关系 ， 中就可 以容 并 从
摘
要 ： 对采 用传 统方 法 来验证 数控 加 工代码 的不 足 ， 针 对数 控铣 削加 工仿 真进 行 了研 究。重 点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
论述 了三 轴数控 铣 削加 工的 刀具轨 迹仿 真技 术 ， 并提 出 了一种 基 于 Ｓ Ｌ模 型 的普 通 立铣 刀和 球 头铣 Ｔ 刀加 工过 程 的干 涉检 测 算法 ； 并在 此基 础上 利 用ＶＣ＋ ６０与 Ｏ ｅＧ ＋． ｐ ｎ Ｌ图形 系统 开发 了三轴数 控 铣 削 加 工仿 真 系统 。试验 结果表 明该 系统 具有 良好 的 实用性 。
关键 词 ： 数控 ； 削加 工 ； 铣 仿真 ； 涉 干 中 图分类 号 ： Ｐ ９ ．３ Ｔ ３ １７ 文献标 识码 ： Ａ
铣削仿真系统的开发与应用_万敏
铣削仿真系统的开发与应用万敏，杨昀，张卫红（西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安 710072）摘要：铣削工艺过程的仿真已成为当今先进铣削加工技术的重要研究方向。
本文基于本课题组对铣削工艺过程力学建模和仿真的理论成果，应用C#与MATLAB 混合编程技术，开发出具有铣削力系数标定、铣削力计算、加工误差分析、表面形貌仿真等功能的铣削工艺过程仿真系统，并对该系统的铣削力计算和铣削力系数标定功能进行了简要介绍。
该系统可快速有效地预测铣削过程中的铣削力、加工零件的表面误差和表面形貌，结果可靠，具有一定的工程参考价值。
关键词：铣削；仿真；C#；MATLABDevelopment and application of millingsimulation systemWAN Min, YANG Yun, ZHANG Weihong(Key Laboratory of Contemporary Design & Integrated Manufacturing Technology, Ministry of Education, Northwestern Polytechnical University, Xi'An, Shaanxi710072, China)Abstract: Milling simulation has become a key issue for performing advanced machining technology. Based on the theoretical results, C# and MATLAB codes are integrated to develop a milling simulation system, which includes the modules of cutting force coefficient calibration, cutting force prediction, form errors prediction and surface topography simulation. As an example, a brief introduction to the cutting force prediction module and cutting force coefficients calibration module is given. This system can effectively predict the cutting force, the form error and the surface topography, etc. The prediction results are reliable and useful for practical engineering case.Key words: milling; simulation; C#; MATLAB1 引言随着数控技术的不断普及和应用，切削加工的加工效率和加工质量已经比早些年有大幅度的提高。
基于机床可编程控制系统的加工质量评估与预测研究
基于机床可编程控制系统的加工质量评估与预测研究摘要：机床可编程控制系统是现代制造业中不可或缺的关键技术之一。
本文旨在通过对机床可编程控制系统的加工质量评估与预测研究，探讨如何提高加工质量，提高生产效率，以满足制造业的高质量发展需求。
本研究通过对机床可编程控制系统中数据分析和算法建模的方法，从工艺参数、机床状态和工件质量三个方面，对加工质量进行评估和预测。
研究结果表明，机床可编程控制系统的优化能显著提高加工质量，降低故障率，并提高生产效益。
1. 引言现代制造业对产品质量的要求越来越高，机床作为制造业中的关键设备之一，其加工质量直接影响到产品的质量和性能。
机床可编程控制系统是机床自动化的关键技术，通过精确控制工艺参数和监测机床状态，可以实现对加工质量的实时评估和预测。
因此，基于机床可编程控制系统的加工质量评估与预测研究具有重要的现实意义。
2. 机床可编程控制系统的加工质量评估方法2.1 工艺参数分析工艺参数是影响加工质量的重要因素之一。
通过对工艺参数的分析，可以找出对加工质量影响最大的参数，并针对性地进行调整和优化。
常用的工艺参数包括切削速度、进给速度、切削深度等。
通过对这些参数的优化组合，可以显著改善加工质量。
2.2 机床状态监测机床状态是影响加工质量的另一个关键因素。
通过监测机床的运行状态和性能指标，可以及时发现故障和异常情况，并采取相应的措施进行修复和调整。
常用的机床状态监测方法包括振动传感器、温度传感器、电流传感器等。
通过对这些传感器采集的数据进行分析，可以实时监测机床状态，并提前预警潜在的故障情况。
2.3 工件质量检测工件质量是对加工质量进行最终评估的指标。
通过对工件的尺寸、形状、表面粗糙度等指标进行检测和测量，可以评估加工质量的优劣。
现代制造业中广泛采用光学测量、三坐标测量等方法对工件质量进行检测。
通过对工件检测数据的分析和统计，可以得出加工质量的评估结果，并为后续的优化调整提供参考依据。
《基于MachineWorks的数控加工仿真系统设计与实现》
《基于MachineWorks的数控加工仿真系统设计与实现》一、引言随着现代制造业的快速发展，数控加工技术已成为制造业不可或缺的一部分。
为了提高数控加工的效率和精度，减少实际加工中的错误和浪费，基于MachineWorks的数控加工仿真系统应运而生。
该系统能够通过虚拟环境对数控加工过程进行模拟，从而实现对加工过程的优化和预测。
本文将详细介绍基于MachineWorks的数控加工仿真系统的设计与实现。
二、系统设计1. 系统架构设计本系统采用模块化设计，主要包括数据输入模块、仿真引擎模块、结果输出模块和用户交互模块。
数据输入模块负责接收CAD/CAM软件生成的加工数据；仿真引擎模块是系统的核心，负责根据输入的加工数据进行仿真计算；结果输出模块负责将仿真结果以图形化、数据化的形式展示给用户；用户交互模块则提供友好的用户界面，方便用户进行操作。
2. 数据处理流程设计系统数据处理流程主要包括数据导入、预处理、仿真计算和结果输出四个步骤。
首先，通过数据导入模块将CAD/CAM软件生成的加工数据导入系统；然后，对数据进行预处理，包括单位转换、坐标系转换等；接着，通过仿真引擎进行仿真计算，模拟实际加工过程；最后，将仿真结果输出到用户界面，方便用户查看和分析。
3. 仿真引擎设计仿真引擎是本系统的核心模块，其设计应具备高精度、高效率的特点。
仿真引擎应能够根据输入的加工数据，模拟出实际加工过程中的切削力、切削热、刀具磨损等关键因素，从而实现对加工过程的精确模拟。
此外，仿真引擎还应具备可扩展性，以便支持更多种类的数控机床和加工工艺。
三、系统实现1. 开发环境与工具本系统采用C++编程语言进行开发，利用MachineWorks提供的API接口实现与数控机床的通信和数据交互。
同时，采用OpenGL等图形库实现三维图形的渲染和展示。
2. 关键技术实现在系统实现过程中，关键技术包括数据预处理、仿真计算和结果输出。
数据预处理主要包括单位转换和坐标系转换，以确保输入数据的准确性和一致性。
《基于MachineWorks的数控加工仿真系统设计与实现》
《基于MachineWorks的数控加工仿真系统设计与实现》一、引言随着制造业的快速发展，数控加工技术已成为现代制造业的核心技术之一。
为了提高数控加工的效率和精度，减少实际加工中的错误和浪费，数控加工仿真系统的研究和应用变得越来越重要。
本文将介绍一种基于MachineWorks的数控加工仿真系统的设计与实现，旨在提高数控加工的效率和精度，降低制造成本。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先进行需求分析。
需求分析主要包括对数控加工过程中的各个环节进行详细的分析和研究，包括加工工艺、机床设备、刀具选择、加工参数等。
同时，还需要考虑用户的使用习惯和需求，以便设计出符合用户需求的系统。
2. 系统架构设计基于需求分析的结果，进行系统架构设计。
系统采用模块化设计，包括用户界面模块、仿真引擎模块、数据库模块等。
用户界面模块负责与用户进行交互，提供友好的操作界面；仿真引擎模块负责实现数控加工的仿真过程；数据库模块负责存储和管理仿真过程中的数据。
3. 仿真算法设计仿真算法是数控加工仿真系统的核心。
在算法设计阶段，需要根据数控加工的特点和要求，设计出合适的仿真算法。
算法需要考虑到加工过程中的各种因素，如机床的运动轨迹、刀具的切削力、加工参数等，以实现高精度的仿真。
三、系统实现1. 开发环境搭建在系统实现阶段，需要搭建合适的开发环境。
开发环境包括硬件设备和软件工具，如高性能计算机、数控机床模拟器、编程软件等。
同时，还需要配置相应的开发环境和运行环境，以确保系统的正常运行。
2. 编程实现根据系统设计和算法设计的结果，进行编程实现。
编程语言主要采用C++或Python等高级语言，以提高代码的可读性和可维护性。
在编程过程中，需要严格按照编程规范进行编码，以确保代码的质量和稳定性。
3. 系统测试与调试在系统实现完成后，需要进行系统测试与调试。
测试主要包括功能测试和性能测试，以检查系统是否符合需求和设计要求。
调试主要针对系统中出现的问题和错误进行修正和优化，以提高系统的稳定性和可靠性。
_一种面向数控工艺参数优化的铣削过程动力学仿真系统研究
一种面向数控工艺参数优化的铣削过程动力学仿真系统研究刘 强 尹 力北京航空航天大学,北京,100083摘要:针对当前国内数控加工过程中工艺参数选择和优化存在的问题,在对国内外铣削过程动力学建模、仿真和优化进行深入研究的基础上,开发了一套面向数控铣削加工过程的动力学仿真优化系统。
该系统以M atlab-GUIDE 为软件开发平台,可以快速、有效地预测铣削加工过程中刀具的瞬时铣削力、主轴功率、主轴转矩等物理量,预测加工表面的形貌与刀具的振动情况。
同时,借助于实验模态分析结果,可以准确地计算出整个系统的稳定切削区域,为数控机床工艺参数的合理、有效选择提供了有益的指导和理论依据。
整个仿真系统的主要功能在多台数控加工中心上得到了成功的验证。
关键词:数控加工;工艺参数;动力学仿真;颤振稳定域中图分类号:T H 113.1;T H 161.6 文章编号:1004)132Ⅹ(2005)13)1146)05Study on Milling Process Dynamics Simulation Systemabout the Process Parameter Optimization of NC Machine ToolsLiu Qiang Yin LiBeihang Univer sity,Beijing,100083Abstract :Considering the deficiency in pr ocess parameter optimization of m illing pro cess,based on the research of the dynamics mo del of m illing pr ocess,a kind o f dynamics sim ulation so ftw are w as developed successfully in Matlab-GU IDE env ir onm ent.T he simulation system can pro vide so me re-lative dynam ics sim ulation such as the cutting force,spindle pow er ,to ols vibratio n,torque,chip and the sur face of w orkpiece.Meanw hile,based on the mo dal analysis exper im ents,the effective chatter stability lobs w ere calculated.T he pro cess parameter optim ization function can be accom plished effec -tively on the basis of relative sim ulations.T he all above can pr ovide some instructiv e directions and pro cess par am eters to N C operators.T he main functio ns of the who le system hav e been tested o n the cutting center FANU C-11M successfully.Key words :N C machining;pro cess param eter;dynam ics sim ulation;stability domain of chatter收稿日期:2004)04)12基金项目:国防基础科研项目0 引言切削参数的合理选择对加工效率的提高和加工成本的降低具有实际意义。
《基于MachineWorks的数控加工仿真系统设计与实现》
《基于MachineWorks的数控加工仿真系统设计与实现》一、引言随着制造业的快速发展，数控加工技术已成为现代制造业中不可或缺的一部分。
为了提高数控加工的效率和精度，减少实际加工中的错误和浪费，基于MachineWorks的数控加工仿真系统应运而生。
该系统通过模拟实际加工过程，为操作者提供了一种安全、高效的加工方式。
本文将详细介绍基于MachineWorks的数控加工仿真系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先进行需求分析。
需求分析主要包括对数控加工过程的了解，对操作者的需求进行调研，以及确定仿真系统的功能和性能要求。
通过需求分析，明确了系统需要实现的功能，如数控程序解析、工件及机床建模、切削过程模拟等。
2. 系统架构设计根据需求分析结果，设计系统架构。
系统采用分层架构设计，包括用户界面层、业务逻辑层和数据存储层。
用户界面层负责与操作者进行交互，业务逻辑层负责实现各种功能算法，数据存储层负责存储仿真数据和结果。
3. 关键技术选型在系统设计过程中，需要选择合适的技术和工具。
对于基于MachineWorks的数控加工仿真系统，关键技术包括数控程序解析技术、三维建模技术、物理引擎技术和用户界面设计技术等。
根据实际需求，选择合适的技术和工具，如使用MachineWorks进行三维建模和物理引擎的集成。
三、系统实现1. 数控程序解析数控程序解析是仿真系统的核心功能之一。
通过解析数控程序，系统可以获取加工过程中的各种参数，如切削速度、进给量、切削深度等。
这些参数将用于后续的切削过程模拟。
2. 工件及机床建模工件及机床建模是仿真系统的另一个重要功能。
使用MachineWorks进行三维建模，可以快速创建工件和机床的几何模型。
同时，还需要考虑材料的物理属性，如硬度、密度等，以便在仿真过程中进行准确的物理计算。
3. 切削过程模拟切削过程模拟是仿真系统的核心功能。
通过将数控程序解析得到的参数与工件及机床模型进行结合，系统可以模拟实际的切削过程。
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=摘要>在现代生产加工中,建模与仿真技术作为一种能够预测加工过程表现、产品质量及加工效率的有效方法,已经发挥了越来越大的作用。
本文以曲面产品的数控铣削为研究对象,介绍了用于数控铣削加工预测与分析的仿真系统,并着重就系统的结构和有关的具体实现问题进行了讨论。
=关键词>数控铣削;几何仿真;物理仿真;CIM S;虚拟制造=中图分类号>TG547;T P391.9=文献标识码>A=文章编号>1009-0134(2000)06-0025-05Abstract :M odellin g and sim ulation p la y an increasin g l y im p ortant role in curr ent industr y .In this paper,NC machining fo r production w ith curved surfaces is used as r esearch object,the framew ork of the develo p ed N C sim ulation s y stem for p rediction and anal y sis is intro duced,and the techni q ues o f develo p in g the NC simulation s y stem is discussed in detail.Ke y words :NC machinin g ;g eometric sim ulation;p h y sical simulation;C IMS ;virtual m anufacturin g基于加工质量预测与分析的数控铣削过程仿真系统研究与开发孙宏伟,马玉林(哈尔滨工业大学现代生产中心,哈尔滨150001)[收稿日期]2000-01-11[基金项目]国防科委95预研项目基金资助项目[作者简介]孙宏伟(1972)),男,哈尔滨市人,哈尔滨工业大学博士研究生,研究方向为数控加工,虚拟制造,C IMS 环境下的集成质量保证系统。
0引言在工业上,对所要求的零件形状设计出一个正确的加工工艺规划始终是一个热点话题。
在数控加工中,加工参数的合理选择更是直接影响到加工质量,机床负荷,刀具寿命和加工效率。
目前的数控加工方法通常是零件程序编制人员利用基于建模的CAD 系统确定出零件的几何形状,尽管CAD 系统在刀具路径的规划上起到了一定的辅助作用,但切削速度、切深/切宽和进给率等切削参数仍需要编程人员根据经验和判断手工的输入。
由于无法精确预测铣削加工的真实过程,为避免过度的切削力、扭曲和弯曲等会导致机床损坏和零件误差的现象发生,加工操作人员往往要牺牲加工效率而选择一个非常保守的加工切削参数。
但是,随着各种新刀具、新材料的不断涌现,这种传统的切削参数确定方法已经无法满足计算机集成制造环境下对小批量、多品种高质高效生产加工的需要。
为进一步避免由加工工艺误差或是预想不到的工厂突发事件带来的破坏,切削加工过程常常是在一名机械工程师监督下进行。
对于先进的数控加工设备,经常采用在线的传感设备和控制系统来代替。
但到目前为止,这个目标的实现仍有许多障碍,它们包括缺少实用的传感设备和相应的过程模型,如,在应用自适应控制时,切削力瞬变过程的限制;对监测而言,还缺少关键的切削力和扭矩参考。
随着科学技术的高速发展,计算机的很多性能(如,强大的计算能力、先进的三维图形处理)得到了集成,加之其设计和制造过程操作便利,在许多领域上已经导致了制造业的一场革命。
近年来,在计算机集成制造系统里,过程建模与仿真的作用越来越明显,为解决上述问题以适应当代生产加工的需要,一个十分可取的解决方法就是能够对数控加工过程进行全面、精确的仿真,建立一个基于预测与分析的过程仿真系统,在实际的切削开始前,可以对产品的质量进行预测,选择出合适的加工工艺规划,并辅助在线的监测和控制任务。
该系统的应用有以下意义:p 大大提高了加工产品的精度。
p 缩短了产品开发周期和辅助加工时间。
p 节约了大量传感设备及测量仪器的设计和使用花费。
p为虚拟制造及离线加工质量控制技术的发展奠定基础。
1系统设计开发思想及性能需求分析与以往所建立的数控仿真系统不同,该系统将铣削过程的几何与物理特性紧密地结合在一起。
用于模拟零件的真实加工过程,对实际加工产品质量进行预测,合理地拟定加工工艺规划,并且能够对切削误差进行有效地补偿。
结合曲面产品和数控铣削加工的生产实际,该仿真系统应能实现:p适应多种铣削刀具和复杂几何形状零件切削过程的仿真处理。
p尽可能地减少仿真过程中的内存空间及CPU消耗。
p能真实、精确地反映数控铣削过程。
不仅包括数控仿真的零件几何形状验证方面,还应该能够真实地反映出加工的物理过程。
p可以为实际加工生产前的工艺规划提供可靠的依据,智能化地应用于CAPP中,并在保证铣削加工精度的条件下,设计出合理的切削方案。
p为在线监测及自适应控制提供必要的约束数据。
仿真系统采用图1所示的结构设计,具体来说是由NC代码翻译器,几何仿真子系统,物理仿真子系统及预测与分析子系统组成。
通过NC代码的翻译和解释,提取出仿真过程运动驱动代码,根据给定的时间序列间隔,生成相应的刀具扫描体,通过刀具扫描体与零件实体模型相交来反映零件的几何切削过程;利用一个通用的算法,我们可以获得用于切削过程物理仿真的机床、刀具和零件间的关键几何信息,再依据相应的切削过程物理模型,能够对曲面产品的数控铣削误差进行预测,并由此给出了一个误差补偿方法;为满足切削过程加工约束(如振动的发生,刀具的折断,零件的尺寸精度和最小加工时间等),基于切削过程物理仿真预测得到的准确物理信息(如弯矩、扭矩、切削力、振动和零件的表面尺寸误差),可以非常容易地获得切削加工时所需的优化参数(如主轴转速,切削深度,进给率等)。
此外,根据几何仿真信息和一些给定的目标函数,还可进行刀具尺寸的合理选择。
2系统功能模块的实现211N C代码翻译器目前不少先进的CAD/CAPP/CAM系统都提供了一定的NC仿真功能,用于检验刀具切削过程的正确性,检查干涉和过切现象。
但直接通过NC代码来驱动仿真加工过程的方法及软件还很少见到。
NC代码翻译器用于对所编制的程序错误进行检验并对数控加工过程仿真的动作和状态起指挥和控制作用,其主要功能有两个:纠错与驱动。
纠错,是根据该数控系统的编程细则及相关的信息,能够检查NC程序的错误。
具体包括词法错误,语法错误和逻辑错误。
经过纠错阶段的NC程序更正后进入驱动阶段。
驱动,既从NC代码中提取控制机床部件运动的有关命令动作和状态信息,将运动的数据按照位移和速度的变化划分成一系列时间片段,计算出各时间片段的机床各坐标的位移,从而驱动模型的运动,实现NC代码驱动的加工过程仿真。
该NC代码翻译器由词法分析、语法分析、语意分析、图形驱动码组成。
如图2所示。
212几何仿真子系统与以往的数控仿真工作不同,本模块在能够进行零件的碰撞、干涉检验及图形显示的同时,主要用来完成提取切削过程物理仿真所需的关键几何信息。
几何仿真子系统将实体建模技术与曲线建模技术紧密地联系起来,能够准确、完全和清晰地表达切削加工过程中的各种实体的几何形状(如,零件形状、刀具形状、刀具扫描体及切削刃的几何形状)。
基于该方法的几何仿真如下所述:对每一个给定的刀具形状和刀具路径生成一个刀具扫描体,刀具扫描体与零件相交,可以获得零件已切削的部分;通过与扫描体相减,零件不断地被更新。
在每个例子中,刀具切削刃均以三维空间的Bezier形式表达,将这些曲线与已经获得的加工材料相交,可以得到切削啮合部分。
由于该方法把切削刃引入了数控切削仿真,所以基本的刀具啮合部分(它可以预测加工参数)将作为一个固有的几何仿真输出,下面对几何仿真系统实现的关键技术作简要描述。
(1)基于切削仿真的零件和刀具建模一个几何仿真系统必须满足两个要求。
第一,几何体的表示必须支持所有切削加工过程中包括的实体。
第二,所需的几何方法能够被容易地实施。
理论上,实体建模可表达任何几何形状,精确且无二异性。
但这种表达方式在实际的应用中也存在着相当多的问题,比如数据存储量大,数据计算量大,尤其在仿真过程中精确地提取物理仿真所需的几何信息时,需要大量的曲面裁剪、曲线相交运算,显露出了较大局限性。
为此,我们根据材料去除过程的本质,提出了一种将刀具扫描体与扩展空间图象法结合的方法。
该算法的实质是将零件实体与刀具扫描实体表面在空间上分割成基于像素格子的4边形表面集合,通过同一网络上各单元之间的布尔差来仿真材料的去除过程,控制网格划分的精度,借助于曲面构造技术可以快速精确地获得已加工零件及瞬时刀具与零件相接触的几何形状。
(2)刀具切削刃的几何建模对刀具切削刃的几何建模需要一个能够表达任意切削刃形状的技术,本文的研究提出了用三维多项式曲线来对任意切削刃形状进行拟合。
该方法通过足够多的控制点,可以生成本仿真系统能够接受的切削表达形式,对在空间上的任一位置,只需改变控制点的数值而无须做大量重复计算,就可以得到该位置刀具切削刃。
实际应用表明该方法迅速,精确,有效。
如前所述,在几何仿真子系统的输出里包含了已经加工过的零件和去除的材料体积。
后者可以被切削过程的物理仿真所利用以计算平均的切削力。
但为了进行精确的切削过程仿真,必须能够对瞬时刀具切削刃与零件实体啮合的详细几何信息进行提取。
本文给出了一个通用的方法,其基本思想是将基于实体建模的方法和用来表示刀具切削刃的曲线建模技术结合起来,通过切削刃与瞬时材料去除体相交,可以准确地获得瞬时切削刃的啮合信息。
213物理仿真子系统不论是为改进加工精度与效率还是为实现虚拟制造,为切削过程建立精确而可靠的模型已经成为许多研究者的重点。
当代机械建模方法把切削过程看成是下列因素的组合:(1)切屑载荷)切削力的关系;(2)切削刀具的几何形状;(3)切削加工的几何形状;(4)工件的几何形状;(5)切削条件;(6)由于切削力引起的刀具)工件位移和改变切削条件时有效刀具几何形状的位移反馈。
除此之外,机械的模型还考虑了过程干扰因素如空刀、刀具疲劳等因素对加工结果(如切削力和表面精度)的影响。
基于以上观点,为准确地理解数控铣削加工工艺参数与切削过程表现和零件质量的关系,该物理仿真子系统综合考虑了刀具、工件和机床系统柔性,借助于几何仿真子系统的几何信息输出和加工数据库,得到了两组必要的信息:(1)参与切削的切削单元的数目与分布;(2)各切削单元的切削厚度。
建立了数控铣削加工的一个柔性切削力及振动物理模型,通过该物理模型可以准确地计算出加工过程瞬间的切削力,及与此相关的切削过程物理参数。