%ba于数控加工工艺验证的仿真方法研究

万方数据
・工‘艺与装备・组合机床与自动化加工技术
控加工工艺验证算法做深人研究，并提出了数控加工
工艺参数合理性判断的算法原理及在系统中的实现方
法。

主要研究：切屑用量的选择和刀具选择合理性判
断。

１数控仿真系统的总体结构
在数控加工环境中，主要包括实体建模仿真模块
（具体为毛坯模型及其仿真显示模块、加工设备模型、
刀具模型及其仿真运动模块、夹具模型）、ＮＣ代码翻译
模块、碰撞干涉检查模块及加工工艺验证模块。

这些
模型和模块在ＮＣ代码驱动下相互协同工作，完成毛
坯的加工成型。

系统结构如图１所示。

系统结构实体建模仿真模块
毛坯建模仿真模块
刀具建模仿真模块
机床设备建模
夹具建模
Ｎｃ代码解释模块
匝亘至鲤
碰撞下涉检查模块
图１数控系统结构图
２数控仿真方法
２．１经典数控仿真方法
文献¨制介绍了经典的数控仿真方法，它具有以下特点：
（１）仿真前，对ＮＣ代码进行解释，得出相应坐标与加工信息；
（２）仿真过程中，通过定时器，每隔一时刻遍历一次毛坯链表，判断每一个节点是否被切削以及进行节点数据修改，最后重新显示画面。

该过程实际是毛坯数据不断更新与显示的过程。

该方法具体过程：在仿真前，首先定义了毛坯的数据结构，接着通过ＮＣ代码的解释确定相应加工信息；在仿真加工过程中，通过定时器实现每隔一时间，将指定的加工信息数据与毛坯对应的数据结构里的数据进行比较，如果比较出毛坯有被切削，则将加工信息的数据代替毛坯结构的数据，然后重新显示经过修改的毛坯数据；若比较到毛坯未被切削，则依然显示原毛坯数据。

这样就实现了一个动态显示加工情况的功能。

基于该仿真方法，尝试将工艺判断功能加入数・１００．控系统中，即：将工艺判断的模块加入到定时器程序中。

也就是说每隔一时刻，系统就要同时判断毛坯每一个节点是否被切削及加工的工艺是否合理。

这样就耗费了很大的资源。

如果仅仅判断加工过程中的切削速度，进给量是否合理，程序运行倒是正常，然而，工艺判断模块是一个比较复杂的程序模块，随着判断因素的增多，发现系统运行的速度就明显变慢，通过多次的验证，已确定原因，即：由于判断程序复杂，运行时间较长，当它的运行时间超过定时器设定的时间时，系统便优先执行判断程序，等程序执行完成后再去响应定时器。

从而定时器便不能反映仿真的真实速度了。

因此，该经典的仿真方法是不能支持数控工艺验证的。

２．２播放式数控仿真方法
为了支持加工工艺验证，本系统的数控加丁过程仿真采用了播放式的仿真方法，该方法具有以下三个特点：①把刀具加工毛坯的动态显示过程看成是一个播放的过程，每幅画面都看成一帧；②大部分的数据分析处理工作应在仿真前完成；③在仿真过程中，计算机仅完成图像显示、定时器累计和执行简单判断语句的工作。

因此要在工艺参数异常的加工位置给予警报，只需在仿真过程中相应的帧数显示警报信息即可。

接下来本文将以数控车床仿真系统为例，进行深入探讨，该系统以ＶＣ＋＋６．０为开发环境，三维图形绘制与播放采用ＯｐｅｎＧＬ技术，其界面如图２所示。

图２系统虚拟加工环境界面
３仿真系统实现方法
首先介绍一下系统的工作过程（注：为了突出本文
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