数控工具磨床加工仿真研究
面向虚拟制造的数控加工仿真技术研究
面向虚拟制造的数控加工仿真技术研究一、本文概述随着信息技术的飞速发展和制造业的数字化转型，虚拟制造技术作为一种前沿的制造模式，正在逐渐改变传统的生产方式。
数控加工仿真技术作为虚拟制造技术的核心组成部分，其在产品设计、工艺规划、生产流程优化等方面具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨面向虚拟制造的数控加工仿真技术的研究现状与发展趋势，分析其在提高制造效率、降低生产成本、保证产品质量等方面的重要作用，并展望未来的研究方向和应用前景。
本文将首先介绍虚拟制造技术和数控加工仿真技术的基本概念、原理和特点，阐述其在制造业中的应用价值和意义。
然后，重点分析当前数控加工仿真技术的研究热点和难点问题，包括仿真模型的建立、仿真精度的提高、仿真效率的优化等方面。
接着，探讨数控加工仿真技术在产品设计、工艺规划、生产流程优化等具体应用场景中的实践应用，分析其在实际生产中的效果和影响。
展望数控加工仿真技术的未来发展趋势，提出相应的研究建议和发展方向，以期为推动虚拟制造技术的发展提供有益的参考和借鉴。
二、数控加工仿真技术基础数控加工仿真技术是以计算机图形学、虚拟现实技术、数控编程技术和机械加工技术为基础，通过软件模拟数控机床的实际加工过程，对数控编程进行验证和优化的一种技术手段。
数控加工仿真技术能够模拟机床的运动、切削过程、材料去除以及工件的最终形状等，为数控编程人员提供一个直观、高效的验证环境。
计算机图形学：计算机图形学是数控加工仿真的重要基础，它负责将机床、工件、刀具等三维模型进行渲染和显示，以及模拟切削过程中材料的去除和工件的形状变化。
通过高精度的图形渲染，可以为用户提供逼真的虚拟加工场景。
虚拟现实技术：虚拟现实技术使得用户能够沉浸于数控加工的仿真环境中，通过头戴式显示器、手柄等交互设备，用户可以模拟真实的机床操作，包括工件的装夹、刀具的选择和更换、加工参数的调整等。
虚拟现实技术增强了用户与仿真环境的交互性，提高了仿真的沉浸感和真实性。
数控车床操作加工仿真实验
数控车床操作加工仿真实验数控车床操作加工仿真实验是现代制造技术中的一项重要内容，它通过对数控车床操作进行模拟仿真来提高产品加工质量和生产效率。
本文将从数控车床操作加工仿真实验的基本概念、实验流程和实验效果三个方面进行详细阐述。
一、数控车床操作加工仿真实验的基本概念数控车床操作加工仿真实验，简称CNC仿真实验，是通过计算机模拟工件在数控车床上的加工过程，辅助操作工人进行加工前的程序检验和优化，同时减少加工过程中的误差和损失。
CNC仿真实验需要将加工程序、工艺参数、机床结构等数据输入计算机系统，在计算机上模拟实际加工过程，生成仿真加工图形和数据。
二、数控车床操作加工仿真实验的实验流程CNC仿真实验主要包括以下几个流程：1.建模和输入数据通过CAD/CAM软件将工件的三维模型转化为数学模型，并根据加工要求输入加工程序和参数。
数据输入包括机床的工作台、刀具的机构、刀头的尺寸和材料等信息，以及加工过程中的刀轨、速度和深度等参数。
2.数控仿真预处理在输入数据之后，需要进行数控仿真的预处理，主要是解决计算机语言和控制编码之间的匹配问题，保证仿真计算准确无误。
数控预处理还可以对加工程序进行检验和调整，修正可能出现的错误。
3.数控仿真加工预处理结束后，开始进行数控加工仿真。
在仿真过程中，计算机模拟工件的加工过程，生成模拟的刀具路径和切削信息，显示仿真加工实况和数据。
在仿真加工过程中，工程师可以根据实际情况和仿真结果进行加工策略的调整和优化。
4.仿真结果分析经过仿真加工后，需要对仿真结果进行分析和评估。
仿真结果分析主要是在计算机上生成仿真加工过程的图像和数据，对加工质量和效率进行评估和调整，同时对加工过程中的问题进行解决和改进。
三、数控车床操作加工仿真实验的实验效果经过数控车床操作加工仿真实验的实验，可以有效提高产品加工质量和生产效率，减少加工过程中的误差和损失。
其主要实验效果包括：1.减少产品加工时间通过CNC仿真实验，可以在加工之前对机床、工件和加工刀具进行优化模拟，减少加工重新加工的机会，从而缩短产品加工周期。
数控加工仿真实验报告
数控加工仿真实验报告第一篇：数控加工仿真实验报告数控技术实验报告实验名称：数控加工仿真系统实验实验日期：2012-1-9一、实验目的1、学会运用计算机仿真技术，模拟数控车床、数控铣床完成零件加工的全过程；2、在宇龙数控仿真系统中进行加工仿真实验；3、为后续的“数控编程实训”，实地操作数控机床进行数控加工，积累和打下操作技能训练的基础。
二、实验基本要求1、熟悉并掌握FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程；2、按给定车削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工；3、按给定铣削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工。
三、仿真实验设备1、待加工零件图纸参数2、宇龙数控仿真系统软件、操作电脑四、主要操作步骤第一部分：1、启动宇龙数控仿真系统软件，选择合适的机床类型，根据待加工图样定义毛胚零件，正确装夹毛胚零件并安放在机床。
2、选择合适的加工刀具。
3、激活机床。
检查急停按钮是否松开，若未松开，点击急停按钮，将其松开。
按下操作面板上的“启动”按钮，加载驱动，当“机床电机”和“伺服控制”指示灯亮，表示机床已被激活。
4、机床回参考点。
在回零指示状态下选择操作面板上的X轴，点击“+”按钮，使X轴回零，回零后相应操作面板上“X原点灯”的指示灯变亮，同时LCD上的X坐标变为“0.000”。
相应的调整机床依次使Y，Z轴回零。
机床回零结束后LCD显示的坐标值（XYZ：0.000,0.000,0.000），操作面板指示灯亮为回零状态。
机床运动部件（铣床主轴、车床刀架）返回到机床参考点。
5、对刀，实验中选用刚性芯棒进行对刀。
刚性芯棒采用检查塞尺松紧的方式对刀，同时将基准工具放置在零件的左侧（正面视图）对刀方式。
6、X轴方向对刀：点击机床操作面板中手动操作按钮，将机床切换到JOG状态，进（4）按LCD画面软键【操作】，再点击画面软键，再按画面【READ】对应软件；（5）在MDI键盘在输入域键入文件名：O1111；（6）点击[EXEC]对应软键，直接导入数控程序：O1111，并在LCD屏显示。
数控车床操作加工仿真实验分析
数控车床操作加工仿真实验分析随着科技的进步和工业化的发展，数控设备已经逐渐取代了传统的机械设备。
数控设备在加工过程中具有高效、精度高、可靠性好的特点，已经成为现代工业生产中必不可少的设备之一。
其中，数控车床是一种常用的数控设备。
数控车床操作加工仿真实验是一种对数控车床的操作和工艺进行模拟的实验方法，可以有效地提高操作人员的技能水平和工艺掌握能力。
数控车床的基本结构包括床身、主轴和刀架等部分。
在加工过程中，需要通过操作数控系统来控制车床进行运动和加工。
数控系统是数控设备的核心部件，通过程序控制车床的运动和加工，实现对工件的加工任务。
数控车床操作加工仿真实验是指通过计算机软件模拟实验车床的动作和操作，使操作人员可以在虚拟的环境中进行实际操作、练习和调节，以达到掌握工艺和技能的目的。
数控车床操作加工仿真实验可以通过三维虚拟现实技术实现，操作人员可以在虚拟环境中进行实操，了解数控车床的运动和加工原理，同时可以模拟实际工作环境中的各种情况，提高操作人员的应对能力和灵活性。
在数控车床操作加工仿真实验中，需要对加工过程进行分析。
一般来说，加工过程中需要对工件的尺寸、形状和表面质量等方面进行检测和评估。
此外，还需要对加工过程中的切削力、刀具磨损等情况进行分析，以保证加工的效率和质量。
通过对加工过程的分析，可以对数控车床的加工工艺和操作方法进行改进和完善。
数控车床操作加工仿真实验的重要性不言而喻。
首先，它可以在不影响实际生产的情况下进行模拟，降低加工成本和时间。
其次，它可以提高操作人员的技能水平和工艺掌握能力，减少操作失误和事故的发生。
最后，它可以促进数控车床的改进和发展，提高工业生产效率和质量。
总之，数控车床操作加工仿真实验是一种非常重要的工业生产实践方法。
通过对数控车床的操作和工艺进行模拟，可以提高操作人员的技能水平和工艺掌握能力，同时也可以促进数控车床的改进和发展，提高工业生产效率和质量。
数控工具磨床加工仿真研究
图 １ 数控 工具磨 床加 工仿 真系统
２ 数控工具磨床仿 真系统 的开发
进行数控工具磨床加工仿真 系统的开发 ， 必
须选择 合适 的 开发 平 台 由于 在 确 定加 工 过程 中
差一
各 运 动部 件的空 间位置 及 姿态 时需进 行大量 的矩 阵运 算 ， 动态 演示 加 工 过 程 时需 绘 制 三 维实 体 而 图形并进 行 动态 显示 ， ｔ ｂ 件 以其 高 效 的矢 Ｍａｌ 软 ａ 量及 矩 阵运算 功 能 、 便捷 实 用 的 图形 绘 制 功能 和 完善 的编 程 系统 成 为 开 发 该 仿 真 系统 的 理 想 平
码验证 ， 代价 高 、 期长 、 险性 大 ， 周 危 因此 ， 在越 现 来越 多地通 过计算 机 图形仿 真 的方 式 进行加 工代
码的验证
数控 工具 磨床加 工仿 真 系统用 于研 究 复杂形
状刀具数控磨削加工方式 、 加工过程 、 加工结果及 检验加工代 码的正确性 ， 其工作 过程如 图 １所
台
轮 的仿真加 工 ． 用这 种方式 ， 得到通 过在 机 采 可
床上试 切 所得 到 的效 果 ， 而且 避 免 了在 机 床上 试 切 时存在 的弊端 ．
收稿 日期 ： ０ １１ —６ ２０ —０１ 作者简介 ：熊
２ １ 仿真 加 工环境 的构 造 ， 加工 所采 用的数 控工 具磨 床是 自行研 制开 发
标 系 中初 始位置 的调 整 ．
式 ｌ ｏａ ｉＡ； 中Ａ＝０ ｓ ｓ￣ｌ ￣ ｎ （ ｏ 】 ｃ ｉ ｎｃａ 。 ｊ 。
一
ｃ 进 行 Ｘ 轴的移 动 变换 生成 数 据 矩 阵 ， 设 移 动量 为 ｕ ， 则
五轴联动数控工具磨床设计初探
五轴联动数控工具磨床设计初探装备制造业是一个国家工业的基石，其能够为新技术、新产品的开发及现代工业的生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。
数控工具磨床，尤其是多轴数控、多轴联动的数控工具磨床，是实现高效、高质量磨削，制造精密、复杂形状刀具的高、精、尖的关键设备，也是各类数控机床中结构较为复杂、自动化程度较高、精度与可靠性要求较高的机电一体化高技术产品，其研究开发具有相当大的技术难度，较大的市场需求量。
采用数控工具磨床对刀具进行磨削加工，必须依靠刀具磨削加工技术及编程技术，而目前各种复杂形状刀具的磨削加工技术与编程软件，在国外也属于专利技术或者保密技术，价格非常昂贵。
鉴于此，现今世界上也只有极少数的厂商可以生产高性能的数控工具磨床。
1 五轴联动数控工具磨床工作台设计的基本要求五轴联动数控工具磨床作为一种高精密的数控装备，结构复杂，精度可靠性要求高，通常是由机床的主运动部件、进给运动部件、辅助部件与机座等组成。
机床应选用多少个坐标轴，采用哪几个轴进行联动，这位机床运动学所考虑的主要问题。
通过加工对象及加工方法分析，五轴联动数控工具磨床的运动原理可满足任意刀具的磨削运动要求。
其结构形式多种多样，有转台式、立式、卧式、带刀库等布局形式，机座形式也分为有底座式、龙门式、立柱式等。
为了实现刀具与工件的相对运动，工具磨床可有多种结构的布局形式，对应的工作台形式也是各不相同。
一般情况下，工作台的结构设计需满足以下要求：（1）刀具磨削通常要求一次装夹来完成对工件所有切削面的粗精加工，此时，工作台应能够满足进行多片砂轮加工的操作要求，以及自动换刀机构的工作要求；（2）刀具主要是由各种复杂的曲面构成，所以对于多轴联动加工的要求工作台的结构应能满足，从而保证在工作的范围内各个运动轴不会出现运动干涉的现象；（3）工作台既要能承受在粗磨时所产生的大磨削力，又要能保证在精加工时的高精度，所以要求其刚度大、运动精度高、稳定性好，此外，要具有较小的热变形。
数控机床仿真模拟加工实验报告（大全5篇）
数控机床仿真模拟加工实验报告（大全5篇）第一篇：数控机床仿真模拟加工实验报告数控机床仿真模拟加工实验报告实验目的1、熟悉典型数控加工仿真软件——宇龙数控加工仿真软件的特点及其应用；2、通过软件系统仿真操作和编程模拟加工，进一步熟悉实际数控机床操作，提高编写和调试数控加工程序的能力。
3、了解如何应用数控加工仿真软件进行加工过程预测，以及验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。
实验基本原理宇龙数控加工仿真软件是模拟实际数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统；应用该软件，可以基于虚拟现实技术，模拟实际的数控机床操作和数控加工全过程。
本实验在熟悉软件的用户界面及使用方法的基础上，针对典型零件进行机床仿真操作运行和零件数控编程模拟加工，从而预测加工过程，验证数控加工程序的可靠性、防止干涉和碰撞的发生。
实验内容及过程本实验通过指导老师讲解和自己的实际操作练习，分两个阶段完成实验任务；具体如下：一、初步熟悉数控加工仿真软件的用户界面及基本使用方法：通过实际练习，了解应用宇龙数控加工仿真软件系统进行仿真加工操作的基本方法，包括：如何选择机床类型；如何定义毛坯、使用夹具、放置零件；如何选择刀具；FANUC 0i 数控系统的键盘操作方法；汉川机床厂XH715D加工中心仿真操作方法等。
二、针对汉川机床厂XH715D数控加工中心，应用宇龙数控加工仿真软件对凸轮零件进行机床仿真操作运行和数控编程模拟加工：凸轮零件图如下所示：机床仿真操作运行和数控编程模拟加工过程如下：1、机床开启启动数控铣系统前必须仔细检查以下各项：1.所有开关应处于非工作的安全位置；2.机床的润滑系统及冷却系统应处于良好的工作状态；3.检查工作台区域有无搁放其他杂物，确保运转畅通。
之后打开数控机床的电器总开关，启动数控车床。
2、机床回参考点启动数控铣系统后，首先应手动操作使机床回参考点。
将工作方式旋钮置于“手动”，按下“回参考点”按键，健内指示灯亮之后，按“+X”健及“+Z”键，刀架移动回到机床参考点3、设置毛坯，并使用夹具放置毛坯通过三爪卡盘将工件夹紧。
数控加工过程建模和仿真的研究与应用
万方数据
（)）功能强大。 ,-./%0 1 针对仿真结果模型提供了大量 丰富的测量以及模型分析和优化工具。 因此它是一款非常 由于 ,-./%0 1 功能强大且通用性强， 适合于进行通用数控加工系统建模和仿真的软件平台。 ’ + ’ 数控加工系统建模与仿真的一般步骤 实现对数控加工过程的仿真， 首先建立机床的几何模型和 运动学模型， 然后再建立其他制造资源如刀具、 工件和夹具等的 最后实现对加工过 几何模型， 指定 4% 程序并配置相应的参数， 程的仿真和优化。具体步骤如下： （!）虚拟数控机床建模 数控机床的几何模型和运动学模型之间， 尤其是几何模型 中的机床装配树和运动学模型中的运动链存在着非常紧密的关 系， 两者相辅相成。因此， 可以将这两种模型统一起来建立。在 使用构件树 （ %67869:9; 1<::） 描述机床的运动学 ,-./%0 1 中， 模型。因此， 可以先建立机床的构件树模型， 然后再建立其几何 模型， 从而得到机床的仿真模型。构件树模型建立的关键是找 运动链和 “刀具 " 机 出目标机床的两条运动链： “ 工件 " 机架” 架” 运动链。在运动学模型的基础上， 依运动链的顺序按实际的 外形尺寸为每个运动部件添加表示其形状特征的几何模型。 （如长方体和圆柱体等） 的模 ,-./%0 1 本身提供一些基本体 型。大多数机床部件由这些规则形状的基本体经过交、 并、 差等 集合运算即可表示， 因此可利用 ,-./%0 1 本身提供的建模功 能来绘制机床部件的几何模型： 先添加所需的基本体， 然后利用 平移、 旋转、 面配合和面齐平等操作来实现各基本体间以及各零 部件间的相对装配关系， 这些操作本质上都是通过基本体和零 部件的局部坐标的平移和旋转来实现的。如果机床零部件包含 不规则的复杂形状， 则可通过 ,-./%0 1 的模型文件导入功能 （如 /2-? 模型、 线框模型） 引入用 %=> 系统生成的零部件模型 等来对特殊形状部件进行描述。 （’）指定机床控制系统文件 包 ,-./%0 1 软件本身提供了近百个数控指令系统文件， 括了从两坐标到五坐标、 从 @=40% 到西门子的各种数控系统， 完全可以满足的应用需要。 （)）工件毛坯和夹具建模 夹具建模的主要目的是检测夹具和机床的其它运动部件之 间的干涉和碰撞。毛坯和夹具的建模过程与机床的建模过程相 似。 （A）刀具建模 为了使建立的数控加工仿真模型能适应不同的加工程序， 可以建立存放机床所使用的所有刀具的主刀具库。 （5）系统参数设置 还需要在 ,-./%0 1 中进行 为了正确仿真 4% 加工程序， 诸如工件编程原点和刀具补偿等一些仿真系统参数的设置。 （*）数控加工过程仿真 在 ,-./%0 1 中调入 4% 程序， 并定义刀具列表以建立 2 代码中所指定的刀具号和主刀具库文件中的刀具号的映射关 系。这样做的好处是当需要更换运行的 4% 程序时一般不需要 改动主刀具库文件 （特别是其中的刀具 />） 。此时即可进行加 工过程的仿真。 （#）仿真结果分析与优化 对于仿真结果模型， 一方面我们可以通过对其进行缩放、 旋 转、 截切剖面等操作并结合日志文件观察工件的加工和碰撞干 涉情况， 并进行尺寸测量和废料计算， 另一方面， 还可以利用 =0 1B " >/@@ 模块进行加工后模型和设计模型的比较以确定 两者间的差异以及过切和欠切情况， 进而修改相应的刀具轨迹 文件和参数， 直至仿真完全达到要求为止。此外， 利用 B8;CDE;F 模块并进行一定的参数设置可以优化刀具轨迹文件和 4% 程 组合机床与自动化加工技术
数控加工模拟仿真研究的开题报告
数控加工模拟仿真研究的开题报告题目：数控加工模拟仿真研究一、选题的背景和意义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重要技术之一，越来越多的企业开始采用数控加工技术来提高加工效率和产品质量。
数控加工模拟仿真技术是将实际加工过程中所遇到的多种问题描述数学模型，通过计算机模拟仿真得出合理解决方案的技术。
模拟仿真技术的应用可以使制造企业在产品开发、加工过程中更准确地控制各项参数，提高产品的质量和生产效率，减少了传统的实验和测试的成本和时间投入，加速产品迭代速度。
本文旨在研究数控加工模拟仿真技术的原理和应用，提供一种新的数控加工方法，改善现有的制造工艺，进一步面向智能制造等未来生产领域的需求。
二、研究内容和方法（一）研究内容：1）数控加工原理与基础知识2）数控加工模拟仿真技术的概念及其应用领域3）数控加工模拟仿真系统的建立与实现4）数控加工仿真的优化方法和策略5）数控加工仿真与实际加工的对比分析（二）研究方法：本论文采用文献综述和实验研究相结合的研究方法，文献综述主要以数控加工模拟仿真技术相关的文献为资料，总结和归纳加工技术的原理、仿真步骤和主要应用、优化方法以及与实际加工的对比等方面内容；实验研究主要采用MATLAB等仿真软件对数控加工过程中的关键环节进行模拟，并根据模拟结果对仿真模型进行优化和改进。
三、预期结果通过对数控加工模拟仿真技术的研究和实验，本文预期达到以下目标：1）深入了解数控加工技术的工作原理和基本知识2）系统性地讲解数控加工模拟仿真技术的各种原理和应用3）提供基于MATLAB等软件的数控加工仿真实验平台4）开发出更为准确和高效的数控加工仿真改进和优化方法和策略5）通过对数控加工仿真与实际加工的对比分析，为数控加工技术的进一步研究提供思路和方法。
四、进度安排（一）第一阶段：文献综述阶段（2周）1）收集、筛选和整理有关数控加工模拟仿真技术的相关文献；2）对文献中的关键技术进行总结和概括，并形成初步思路。
数控加工仿真现状分析报告
数控加工仿真现状分析报告1. 引言数控加工仿真是通过计算机模拟数控机床的加工过程，通过虚拟加工实验来验证加工方案的正确性和优化加工参数。
随着数控加工技术的发展，数控加工仿真也取得了很大的进步。
本文将对数控加工仿真的现状进行分析，探讨其应用前景。
2. 数控加工仿真的发展现状2.1 数控加工仿真软件的种类目前，市场上存在着大量的数控加工仿真软件，包括Vericut、NCsimul等。
这些软件可以提供真实的加工环境模拟，模拟运动轨迹和切削过程，方便用户分析和改进加工方案。
2.2 数控加工仿真的应用领域数控加工仿真广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造等领域。
通过仿真实验，可以提前发现加工中的问题，并优化加工方案，提高加工效率和产品质量。
2.3 数控加工仿真的技术挑战数控加工仿真在具体实施过程中面临着一些技术挑战。
首先，需对数控机床的结构和性能进行建模。
其次，需要准确模拟切削过程中的力学变化和热变形。
最后，需要建立复杂的切削力和切削温度的仿真模型。
这些挑战需要不断的研究和技术创新。
3. 数控加工仿真的优势和问题3.1 数控加工仿真的优势数控加工仿真具有以下优势：- 减少加工成本：数控加工仿真可以在实际加工前预先进行试验，找出加工过程中可能产生的问题，避免加工错误，降低成本。
- 提高加工质量：数控加工仿真可以模拟加工过程，预测加工结果，帮助用户优化加工方案，提高加工质量。
- 提高工作效率：数控加工仿真可以快速评估加工方案的可行性，节约时间和精力。
3.2 数控加工仿真存在的问题数控加工仿真也存在一些问题，如下：- 运算时间长：数控加工仿真需要模拟复杂的热力学过程，需要大量的计算资源，使得仿真时间较长。
- 数据不准确：仿真模型的准确性对于数控加工仿真非常重要，但现有的仿真模型在某些方面仍存在误差，影响了仿真结果的准确性。
4. 数控加工仿真的应用前景4.1 发展趋势随着数控加工技术的快速发展，数控加工仿真也将得到更广泛的应用。
数控车加工虚拟仿真实验教学研究
数控车加工虚拟仿真实验教学研究【摘要】本文主要研究了数控车加工虚拟仿真实验教学，通过对虚拟仿真技术、实验教学模式、实验效果等方面进行探讨和分析。
在实验教学模式探讨中，本文比较了虚拟仿真实验与传统实验的差异，并对虚拟仿真实验的教学效果进行评价和改进策略提出建议。
研究认为数控车加工虚拟仿真实验教学具有可行性，能够提高学生的学习效果和实践能力。
未来的研究方向包括进一步优化虚拟仿真实验教学模式，探索更多的教学改进策略，以及持续评估虚拟仿真实验教学的效果和意义。
通过本研究，可以为数控车加工虚拟仿真实验教学提供一定的借鉴和指导。
【关键词】数控车加工、虚拟仿真、实验教学、教学研究、技术概述、教学模式、对比分析、教学效果评价、改进策略、可行性、研究成果、展望。
1. 引言1.1 研究背景数控车加工是现代制造业中一种重要的加工方式，它具有高效、精度高、自动化程度高等优点。
随着数控技术的不断发展和普及，数控车加工在工业生产中得到了广泛应用。
传统的数控车加工实验教学存在一些问题，如设备成本高、实验时间长、安全风险大等。
探索一种高效、安全、成本低的数控车加工实验教学模式具有重要意义。
虚拟仿真技术是一种基于计算机的数字化技术，可以在虚拟环境中进行真实感观的体验。
在数控车加工实验教学中引入虚拟仿真技术，可以有效解决传统实验的种种问题，提高教学效率和效果。
对数控车加工虚拟仿真实验教学进行研究和探讨具有重要的现实意义和实践价值。
在这样的背景下，本研究旨在通过对数控车加工虚拟仿真实验教学进行深入研究，探索一种新的实验教学模式，并评估其教学效果，进一步提高数控车加工实验教学的质量和效果。
通过这一研究，可以为数控车加工实验教学提供新的思路和方法，促进该领域的教学改革和发展。
1.2 研究意义数控车加工虚拟仿真实验教学的研究意义在于可以提供学生一个更加安全、灵活和高效的学习环境。
通过虚拟仿真技术，学生可以在仿真环境中模拟真实的数控车加工操作，练习操作技能和解决实际问题，从而提高其实践能力和应对复杂工艺的能力。
数控加工仿真实验报告
数控加工仿真实验报告《数控加工仿真实验报告》近年来，随着工业自动化水平的不断提高，数控加工技术在制造业中的应用越来越广泛。
数控加工仿真实验作为数控加工技术的重要组成部分，对于提高加工质量、降低成本、提高生产效率具有重要意义。
本文将对数控加工仿真实验进行详细介绍和分析。
首先，数控加工仿真实验的目的是为了验证数控加工程序的正确性和可行性。
通过仿真实验，可以在计算机上对数控加工过程进行模拟，从而提前发现潜在的问题并进行改进。
这样可以大大减少实际加工过程中的错误和损失，提高加工效率和产品质量。
其次，数控加工仿真实验的过程包括建立加工模型、编写数控加工程序、进行仿真实验和分析结果。
在建立加工模型时，需要准确地描述加工零件的几何形状和加工特征，以及数控机床的工作范围和加工能力。
编写数控加工程序是仿真实验的关键环节，需要根据加工模型和加工工艺要求，编写出符合数控机床控制系统的加工程序。
进行仿真实验时，可以通过计算机软件对加工过程进行模拟，观察加工轨迹、刀具路径和加工效果。
最后，根据仿真实验结果进行分析和总结，找出存在的问题并提出改进建议。
最后，数控加工仿真实验的意义在于提高数控加工技术的应用水平和发展速度。
通过仿真实验，可以有效地验证数控加工程序的正确性和可行性，提高加工效率和产品质量，降低加工成本和风险。
同时，还可以为数控加工技术的研究和发展提供重要的参考和支持。
综上所述，数控加工仿真实验是数控加工技术发展的重要组成部分，对于提高加工质量、降低成本、提高生产效率具有重要意义。
希望本文的介绍和分析能够对数控加工仿真实验的理解和应用提供帮助，并为数控加工技术的发展做出贡献。
浅析数控加工仿真技术的研究现状与展望
浅析数控加工仿真技术的研究现状与展望摘要：数控技术已经成为了能够有效推动我国工业化进程的基本保证，也是我国现代化工业不可或缺的一项关键技术。
为了更好地保证数控加工的科学性和合理性，通常情况下，在完成了数控程序的编制工作之后，就会对其进行正确性的检查，其目的是避免在正式加工的过程中，由于程序失误或操作失误，导致的过切、欠切、碰撞等隐患问题。
通常情况下，在机床实际加工前，通过计算机仿真技术，实现数控加工过程中的仿真流程，从而为数控程序的评价精度奠定了坚实的基础，避免了由于实际加工中的工序或者程度失误而导致的重大隐患。
关键词：数据加工仿真技术；研究现状；展望引言：数控加工是一种自动化的工艺技术，要求技工提前制定好工艺路线。
工艺人员在设计时，除了要考虑工艺中的多种影响因素外，还必须考虑外界的干扰。
在加工过程中，工艺参数的选择是否合理，零件是否与机床发生碰撞，过切等，都是相关的，并有其自身的变化规律。
所以，利用目前的解析和计算方法，对生产过程进行优化是很困难的。
为此，技术人员需要具有可分析、可计算的可视环境，可以通过辅助方法来进行流程的设计与优化，以实现对产品品质的提升，以及对生产周期的缩短。
所以，为了能够在实际加工之前，利用相对成熟的仿真技术，对产品的数控加工过程进行观察，以便能够及时地发现和解决问题，避免造成不必要的损失。
1数控加工仿真技术的研究现状在当前的数控加工仿真技术中，几何仿真是其核心。
其中，以几何程序为主导的几何仿真将3D造型技术与工艺仿真技术相结合，实现了数控加工仿真的技术流程。
首先，在数控机床上完成了对刀位轨迹的数据处理；其次，根据运动轨迹的几何外形，对被加工几何外形进行求交操作；通过对制造出的坐标数据和已加工工件的有关参数进行计算，得到了最终的计算结果；最终，通过三维建模和动画技术，将过程结果分别呈现到计算机屏幕上，从而达到预期的技术目标。
当前，在目前的国际和国内环境中，关于数控加工仿真的研究中，以几何仿真为主，并且正逐渐地从几何仿真转向物理仿真，对于几何仿真的研究，它已经相当的成熟，而对于物理仿真，它还处于发展的初级阶段，以下分别对国内外的具体研究情况展开介绍[1]1.1数控加工几何仿真国外学者很早就对几何仿真进行了深入的研究，其初始仿真算法是基于整体布尔减，这种方法具有很大的计算困难，而且不能准确地决定切割面的形状，极大地改善了图形的显示速度。
数控车削仿真系统的研究和开发
仿真数控车床即可展现在人们的面前。
必要的构件有床身、导轨、卡盘、尾架等。
图３一１２是一台数控车床的仿真模型。
图３．１２数控车床的仿真模型（３）刀具设计模块刀具的定义包含几何信息、种类、名称（或编号）及物理参数等。
完整地定义刀具的各种参数是卜分必要的，因为它可以作为深入研究数控加工过程仿真的基础。
目前，数控车床上广泛采用可转位车刀，它由可转位刀片、刀体、刀垫及其他夹紧元件所组成。
从设计数据库的角度看，把刀片、刀体各视为一个实体集，实体间的关系是一种装配关系。
其中刀具号、刀片号、刀体号为各自的主关键字，这样就完成了可转位车刀刀具基本数据的管理。
在数控机床的加工中，建立刀具系统的目的是能用较少种类的刀具满足各种零件加工的要求，减少刀具冗余，提高加工效率。
为了保证自动化加工系统正常工作，必须综合考虑刀具编码、刀具装配、装卸和刀具数据管理等问题。
在数控加工仿真系统中，刀具库为系统提供适合的加工刀具，并实现对各种刀具信息的管理。
它能实现对符合ＩＳ０标准的刀具进行管理，包括刀具的输入、删除、浏览和选择等。
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。
在定义刀具和加载刀具时，需要对刀具库进行各种操作，它们包括：排序、查找、删除、修改和插入等。
所有这些对刀具库的操作称为刀具库的管理。
刀具的编码和几何信息等数据繁杂而几缺乏直观的效果，应该建立刀具库的图形库，从而可以直观地在计算机屏幕上显示刀具的图形以及有关的参数。
图形库将各把刀具型号所对应的图形以幻灯片的形式记录下来，供用户测览、选择、添加或删除刀具，这样可以使用户的操作更容易并一目了然。
用户根据显示的ｆｊＥ｜形来选中所需刀具的刀具号，在一把刀具确定后，就可以由刀具的具体参数生成实际的刀具三维实体模型。
图２－３是两把虚拟刀具。
图３·１３外圆车刀（４）毛坯设计模块该模块的功能是构建毛坯的形状、指定毛坯各部分尺寸，最终获得能够以图像的方式显示的设计结果。
数控机床的模拟仿真技术应用介绍
数控机床的模拟仿真技术应用介绍数控机床是现代制造业中不可或缺的高精密加工设备，它的出现极大地推动了制造业的发展和进步。
而模拟仿真技术作为一种重要的辅助工具，在数控机床的研发、设计、优化和操作等方面发挥着重要作用。
本文将介绍数控机床的模拟仿真技术应用，包括其原理、应用领域和优势。
数控机床的模拟仿真技术，是通过计算机模拟和仿真，对机床的加工过程、工件形变、切削力、热变形等进行分析和预测，以达到机床性能的优化。
具体而言，它可以模拟机床的结构和工作原理，通过对刀具和工件的仿真处理，得出加工过程中的各种参数和效果。
这样的技术不仅可以辅助机床的设计和改进，还可以为操作员提供参考，提高加工质量和效率。
首先，数控机床的模拟仿真技术应用广泛。
它适用于各种类型的数控机床，例如铣床、车床、钻床等。
无论是传统的机械式数控机床，还是现代的电气控制数控机床，都可以通过仿真技术进行分析和优化。
同时，它也适用于不同的材料和产品加工，无论是金属材料还是非金属材料，无论是零件加工还是模具制造，都可以通过仿真技术进行模拟和分析。
其次，数控机床的模拟仿真技术有很多优势。
首先，它可以减少机床的试刀次数和加工时间，提高加工效率。
通过仿真可以事先进行加工路径的规划和验证，避免了试刀过程中的失误和浪费。
其次，它可以降低机床的故障率和维修成本。
通过仿真可以对机床的结构和传动系统进行分析，预测潜在的故障和问题，并及时进行调整和改进。
再次，它可以提高机床操作员的技能水平。
通过仿真可以模拟实际的操作过程，为操作员提供实践和培训的机会，提高其在实际操作中的理解和应变能力。
最后，数控机床的模拟仿真技术在未来的发展中也有着广阔的前景。
随着计算机技术和仿真软件的不断更新和发展，模拟仿真技术在机床制造和加工领域的应用将更加深入和广泛。
未来，可以预见的一个发展方向是基于虚拟现实（VR）技术的模拟仿真技术。
通过虚拟现实技术，操作员可以身临其境地进行机床的模拟操作和培训，提高操作的真实感和效果。
数控机床的仿真模拟技术研究
数控机床的仿真模拟技术研究数控机床的仿真模拟技术是现代制造业中的一项重要技术手段，它能够在实际加工之前通过计算机建模和仿真来模拟加工过程，对数控机床的设计优化、工艺预测、异常故障诊断等方面提供有效支持。
本文将对数控机床的仿真模拟技术进行研究和探讨。
一、数控机床仿真模拟技术的发展历程数控机床的仿真模拟技术起源于20世纪50年代，经过几十年的发展，已经取得了显著的进展。
最初的数控机床仿真模拟技术只能进行简单的几何仿真，随着计算机性能的不断提升和仿真软件的发展，数控机床的仿真模拟技术逐渐能够进行多物理场仿真和复杂的实时仿真，为数控机床的设计和加工提供了强有力的工具。
二、数控机床仿真模拟技术的应用领域1. 数控机床设计优化：通过仿真模拟技术，可以对数控机床的结构和机构进行优化设计，提高加工精度和效率。
2. 工艺预测与优化：通过仿真模拟技术，可以预测工艺中可能出现的问题，以便提前采取措施进行优化，减少加工中的误差和损失。
3. 刀具路径规划：通过仿真模拟技术，可以对刀具路径进行仿真，优化路径规划，避免切削冲击和振动，提高加工效果。
4. 异常故障诊断与维修：通过仿真模拟技术，可以对数控机床的运行状态进行实时监测和模拟，及时发现问题并进行诊断与维修，提高设备的可靠性和稳定性。
三、数控机床仿真模拟技术的关键技术1. 数控机床建模：通过建立数控机床的几何和物理模型，以便进行仿真分析和优化设计。
2. 运动仿真：通过仿真模拟技术，可以对数控机床的运动轨迹和动力学特性进行仿真，确保机床能够按照预期要求进行工作。
3. 材料仿真：通过仿真模拟技术，可以对材料的切削性能、热力学特性等进行仿真，以便预测加工过程中可能发生的问题。
4. 控制系统仿真：通过仿真模拟技术，可以对数控机床的控制系统进行仿真，以便预测和优化控制算法，确保控制系统能够稳定工作。
四、数控机床仿真模拟技术的挑战和发展趋势数控机床的仿真模拟技术虽然已经取得了一定的成果，但仍然面临着一些挑战。
数控车加工虚拟仿真实验教学研究
数控车加工虚拟仿真实验教学研究【摘要】数超过或不足的提醒等。
本文旨在探讨数控车加工虚拟仿真实验教学的研究。
在分别介绍了该研究的背景、意义和目的。
正文部分首先概述了数控车加工技术，然后介绍了虚拟仿真技术在数控车加工中的应用和实验教学的重要性。
接着分析了数控车加工虚拟仿真实验教学的现状和研究内容。
在总结了数控车加工虚拟仿真实验教学的意义，并探讨了未来的发展方向。
通过本文的研究，可以更好地促进数控车加工技术的教学与实践，提高实验教学的效果和水平，推动相关领域的发展。
【关键词】关键词：数控车加工、虚拟仿真、实验教学、研究、技术、应用、现状、内容、意义、发展方向、总结。
1. 引言1.1 背景介绍当前数控车加工虚拟仿真实验教学仍存在一些问题和挑战，如虚拟仿真软件功能不完善、操作界面不友好、学生缺乏实际操作经验等。
研究如何将虚拟仿真技术与实际教学相结合，提高教学效果和学生的实际操作能力至关重要。
本研究旨在探讨数控车加工虚拟仿真实验教学的现状和存在的问题，从而为进一步的研究提供理论和实践基础。
通过对该领域的深入研究，将有助于推动数控车加工虚拟仿真实验教学的发展，提高教学质量和效果。
1.2 研究意义数控车加工虚拟仿真实验教学具有重要的理论和实践意义。
随着工业化进程的加快和提高，数控车加工技术在制造业中的应用越来越广泛，对于培养高素质的数控车加工人才具有重要意义。
通过虚拟仿真实验教学，可以提高学生对数控车加工技术的理解和应用能力，培养他们的实际操作技能和解决问题的能力，从而满足现代工业发展对技术人才的需求。
数控车加工虚拟仿真实验教学也有助于提高教学质量和效率。
传统的实验教学存在受环境、设备等限制的问题，虚拟仿真技术可以实现实验环境的数字化、虚拟化，为教师和学生提供更加方便、直观的学习平台，有助于提高教学效果和教学过程的实时监控和评估，促进教学模式的转变和教学质量的提升。
数控车加工虚拟仿真实验教学具有重要的教育意义和应用前景，对于推动数控车加工教学改革、提高教学质量和培养优秀技术人才具有积极的促进作用。
数控加工过程仿真系统的研究
数控加工过程仿真系统的研究摘要】：在数控加工技术当中，当下对于其仿真系统的研究较为热门。
随着研究的不断深入，当下对过去存在的扩充性差，维护问题蒋多的情况有所缓解。
当前其主要技术面向于对仿真系统当中的重用性及扩充性方面，帮助数控加工技术对不同对象进行仿真，为此本文将对数控机床的功能及结构进行该处，并为此建立相应模型，模型种类包括仿真系统模型对象及仿真模型。
关键词：数控加工；仿真系统；模型构建1、数控加工过程仿真系统研究的意义数控机床能够按照编程好的程序对工件进行借工，而加工后的工件能够按照设计图纸符合其使用要求。
在这一过程中，不仅要确保工件能够正常使用，还要在最大的程度上保证数控机床的性能发挥到最大化。
这就需要通过再加工程序过程中对图形的防震程度做到最大化的合理安排，此外数控反震培训在当下愈加受到重视，数控机床的实际操作人员技术掌握程度不能仅仅局限在编程质量及CNC功能当中，对于机床自身性能的了解程度也要有所提高。
这些局限性都导致过去传统的技术培训技术无法在当下得到适当的满足，而数控机床其自身价格高昂且维修困难，无法让学徒时刻亲自操作，所以学徒的学习时间往往较长。
本文当中将以最为常见的数控镗铣车床作为研究对象，对如何建立仿真模型进行研究以解决上述问题[1]。
2、仿真系统中的面向对象技术2.1面向对象技术在对象技术层面，当对象抽象为相同品类的情况时，其可以被划分至相同的类，而对象则可以看做某一品类当中的一项具体实例。
对象在其中所起到的作用不仅仅是对其属性状态等进行描述，更能够对改变其状态的操作方法进行定义，在这其中可以将后续的所有操作统称为方法。
由此可将党对对象进行描述是需要多方面信息进行综合以此得出结果，其影响因素包含其结构及行为。
内部当中的不同对象可以通过消息的传递正常运行，而外部则无法获得其信息，上述概念可被称为信息的封装。
对象与对象之间的传递可被视为一种继承机制，上级对象的特性可被传递至下级对象当中，通过这一特性为其直观描述提供了理论依据[2]。
五轴联动数控工具磨床加工模拟系统的开发
五轴联动数控工具磨床加工模拟系统的开发作者：李建刚毛世民苏智剑姚斌在加工领域，随着生产发展和技术进步，迫切需要采用先进的加工模拟系统来提高加工质量和效率。
目前已有多种加工仿真软件系统(如Mater-CAM，ProE等)投入实际使用，但由于它们提供的加工工艺类型有限，尚不能完全满足实际生产需要。
为此，需要针对一些专用数控机床设计出效率更高、适应性更好的加工模拟软件。
本文的研究内容就是针对某厂生产的五轴联动数控工具磨床开发方便适用的切削加工过程模拟系统。
AutoDesk公司开发的Auto CAD设计软件是CAD市场的主流产品，利用它可进行各种用途的二次开发，但将其用于加工模拟软件的开发还不多见，本文在这方面作了一些探索。
1 加工模拟系统的主要功能及结构框图与一般的数控加工模拟软件一样，本文开发的加工模拟系统也具有加工任务选择、工艺分析、工具轨迹形成、图象图形模拟仿真、结果分析及数据保存等主要功能。
五轴联动数控工具磨床的主要加工对象是各种异形回转面刀具(如旋转锉、模具铣刀等)，所用砂轮主要有碟形、碗形、平形、单角和双角锥面等形状。
由于工件和砂轮的形状比较复杂，所以开发该加工模拟系统的主要难点在于图象图形模拟仿真，而该模块的功能水平将直接影响系统的实际使用效果。
针对这种情况，我们建立了参数化工件库和砂轮库，既方便了用户使用，又可使系统自动生成砂轮轨迹或导入已有砂轮轨迹数据，增加了系统的灵活性和适用性。
该加工模拟系统的结构框图如图1 所示。
图1 加工模拟系统结构框图2 用VB、AutoCAD开发切削加工模拟系统的关键技术2.1 VB 与AutoCAD的接口为使应用程序具有通用性，将与AutoCAD连接的程序放在一个通用模板中，命名为MautoCAD，其程序代码如下：’定义autocad 变量Public acadApp As Object’应用程序Public acadDoc As Object’当前应用程序Public moSpace As Object’模型空间Public Sub LoadAutocadR14()’调用AutocadR14On Error Resume NextSet acadApp = GetObjec(t “，AutoCA D.Application”)If Err Then ’如果没有一个autocad 副本在运行Err. ClearSet acadAp = CreateObjec(t“AutoCAD.Application”)If Err ThenMsgBox Err.Description ’如果失败给个提示Exit SubEnd IfEnd IfSet acadDoc = acadApp.ActiveDocumentSet moSpace = acadDoc.ModelSpaceEnd Sub2.2 参数化零件库的建立为使软件系统具有较好适用性，在参数化零件库中，各类零件以带入口参数的公用子函数的形式存在。
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收稿日期：!""#$#"$#%&作者简介：熊烽（#’%($），男，讲师；武汉，华中科技大学机械科学与工程学院（)*""+)）&基金项目：国家自然科学基金资助项目（,""+,"*#）；智能制造技术教育部重点实验室资助项目&数控工具磨床加工仿真研究熊烽宾鸿赞（华中科技大学机械科学与工程学院）摘要：为了解决数控工具磨床加工复杂刀具的过程中因加工代码错误而导致严重后果的问题，在研究数控工具磨床加工仿真技术的基础上，以-./0.1为平台开发了数控工具磨床加工仿真系统，实现了对数控工具磨床加工方式、加工过程和加工结果的分析及加工代码的验证和修改&并采用该仿真系统，对圆锥球头立铣刀螺旋形前刀面的数控磨削加工过程以及加工结果进行了分析，从而保证了实际加工过程的正常进行&实验证明，所开发的仿真系统具有很强的实用性&关键词：数控工具磨床；仿真加工；数控磨削中图分类号：23,’*；24*’#&’文献标识码：5文章编号：#%+#$),#!（!""!）")$""")$"*数控工具磨床主要用于磨削加工具有复杂曲面的工具&由于曲面磨削加工的复杂性，为避免磨削过程中因加工代码的错误而引起的严重后果，在进行加工之前，必须对加工代码的正确性进行验证［#，!］&采用在机床上试切的方式进行加工代码验证，代价高、周期长、危险性大，因此，现在越来越多地通过计算机图形仿真的方式进行加工代码的验证&!仿真加工系统原理及组成仿真加工是数控机床在仿真环境中的映射&在这个仿真加工环境中，机床的各相关运动部件及所采用的刀具、工件都以三维实体图像进行描述，各三维实体间的空间位置均按照实际加工设备进行布置&在仿真加工过程中，系统逐条读入加工代码，计算出各相应的三维实体的运动变化轨迹，通过动画方式演示加工过程&操作者通过显示屏观察机床各部分在加工过程中的运行情况以及工件的加工状况，判断机床各运动部件在加工过程中是否会发生干涉&加工完毕后，对模拟加工结果进行检验，从而判断加工代码的正确性&一旦发现问题，可随时中断加工，修正相应代码后进行下一轮的仿真加工&采用这种方式，可得到通过在机床上试切所得到的效果，而且避免了在机床上试切时存在的弊端&数控工具磨床加工仿真系统用于研究复杂形状刀具数控磨削加工方式、加工过程、加工结果及检验加工代码的正确性，其工作过程如图#所示&H &!""!的!!"#$%#数控工具磨床!该磨床具有"，#，$及"%四个直线运动轴及&和’两个旋转轴，"，#，$，&和’五轴为联动轴，"%轴作为调整轴为可控轴，其功用主要是进行刀具毛坯在机床坐标系中初始位置的调整!在构造仿真加工环境时，机床的各个相关部件，如砂轮主轴、工件主轴、工作台的三维造型，均按照!!"#$%#数控工具磨床各相关部件的布置、结构及尺寸来构造，各部件三维造型的数据以矩阵形式保存起来&待加工的刀具毛坯的数字化是根据输入的刀具参数进行的；砂轮则根据磨削所采用的砂轮的形状和尺寸参数来构造&根据机床、砂轮及被加工刀具等三维实体的数据，借助!’()’*的图形绘制功能，可方便地构造磨削仿真环境，同时，利用!’()’*的图形渲染功能，可对各实体表面在颜色、细腻化及光照等方面进行处理，使仿真环境更加真实形象&在加工过程中，利用!’()’*的图形编辑功能，可在任意时刻对图形区域进行旋转、缩放，从而从任意视角对加工现场进行观察，并对任何细微部分进行局部观察，甚至可以深入到机床部件及工件内部观察干涉程度或砂轮的吃刀深度&!&!运动部件空间位置及姿态的调整进行仿真磨削时，加工代码逐条从加工代码文件中读入，提取代码中的+代码，即机床各运动轴的绝对或相对位移量，以相对于机床坐标系的绝对坐标值保存在刀位数组中；将代码中各功能指令（如!代码、进给功能设定等）保存在功能数组中&根据刀位数组中所要求的机床各运动轴的绝对位移量及机床运动轴的配置状况，对相应运动部件三维实体的矩阵数据在机床坐标系中进行旋转、平移变换，从而获得各运动部件在机床坐标系中的空间位置及姿态&!!"#$%#数控工具磨床上由#轴和$轴带动砂轮运动，"轴及"%轴带动工件作直线运动，&轴和’轴则带动工件分别绕"%轴和#轴转动，因此，在计算砂轮的空间位置时，只需将砂轮及其相关移动部件三维造型的数据矩阵加上#轴和$轴的位移量即可；而计算工件的空间位置时，则应按照以下顺序进行变换!!!将工件及其相关移动部件三维造型的数据矩阵转换为机床处于零位时的数据矩阵，设为!($；"!进行&轴的旋转变换生成数据矩阵"()，设旋转角度为!&，"()*!($")，式中"),-$$$./0!&012!&$3012!&./0!!"#$&；#!进行"%轴的移动变换生成数据矩阵#()，设移动量为#)，则#()*"()+#)；$!进行’轴的旋转变换生成数据矩阵$()，设旋转角度为!’，则$()*#()$)，式中$),./0!’$012!’$-$3012!’$./0!!"#$’；%!进行"轴的移动变换生成数据矩阵!()，设移动量为%)，则!()*$()+%)!利用!’()’*的矩阵运算功能可在极短的时间内计算各三维实体在磨削过程中的空间位置及姿态，使加工过程的实时演示成为可能&!&"加工过程的动态显示在得到砂轮、工件以及相关运动部件在执行该代码时的所处空间位置及姿态后，通过对加工过程中刀具体与砂轮体之间进行布尔运算可得到所加工刀具的离散值&运用!’()’*的三维绘图指令以三维图形方式将机床及工件直观地表现出来&在加工过程中，不断地刷新移动部件的图形，即可实现加工过程的三维动态显示&同时，!’()’*所提供的图像渲染工具可调整三维实体的表面材质、颜色、亮度、灯光等设置，使得三维实体模型更具真实感&"系统辅助功能为了增加系统运行的透明度，增强操作人员对加工过程的参与能力，该仿真磨削系统还开发了加工调整、状态显示等辅助功能&"&#加工状态调整仿真加工系统加工状态调整是对系统运行方式、运行参数进行调整&系统具有三种运行方式，即代码完整运行、分段运行及单步运行&在这三种方式下，系统对加工代码分别进行完整运行、阶段运行及手动控制的单步运行，使得操作人员能对整个加工过程及重要的、有可能出现问题的某段或某条加工代码的运行状况进行细致的观察&系统的手动控制功能可以在任何时刻将机床运行状态切换到手动控制状态，选取所需调整的坐标轴、调整方式（单步调整或连续调整）及相关4第5期熊烽等：数控工具磨床加工仿真研究调整参数（如单步调整距离），通过“!”“"”按钮进行该轴的正反向调整，或直接输入绝对坐标或相对坐标值进行定位调整，所进行的调整，可以插入到加工代码文件中#在系统运行的过程中，通过输入运行速度参数可以调整系统的运行速度，从而缩短运行时间，提高效率#!#"系统状态显示在运行过程中，系统实时显示与运行过程有关的信息，如正在执行的代码序号、砂轮状态（运转与否及转速的高低）、进给量、各轴在机床坐标系中的绝对位置坐标等，使操作者能随时了解系统的运行状态##加工实例以一种等螺旋角、等前角圆锥球头立铣刀为对象，采用圆环面砂轮进行前刀面的数控磨削加工#图$显示了检验自动生成的加工代码时，在机床调整进入加工位置的过程中，因机床相关运动轴运动配合的失误而引起的工件与砂轮的干涉现象#图%（&）为采用该仿真加工系统进行加工所得到的刀具效果图；经检验过的加工代码输入’’()*$)数控工具磨床上进行实际磨削加工，加工过程与仿真加工过程完全一致，所得到的加工结果如图%（+）所示#从中可以看出，仿真加工结果与实际加工结果是相符合的#由此可见，采用所开发的数控工具磨床仿真图$代码检验时出现的异常现象图%圆锥球头立铣刀数控磨削效果加工系统，通过仿真加工可以对加工方法、加工过程以及加工结果进行实验研究，确保实际磨削加工的顺利进行#参考文献［,］李晓平，樊庆文，刘荣忠等#数控加工三维仿真系统的研究与开发#四川大学学报（工程科学版），$**,，%%（$）：-)!-.［$］彭海涛，闫光荣，雷毅等#数控加工/代码程序的仿真检查#航空制造技术，$***（%）：0)!0-!"#"$%&’()*$&’+)+),#+*-.$/+()0(%121/((.,%+)3"%!"#$%&’$%("$)#$%*+$45#/%$&/：123456473839:6;43+96<8=&>865+?@2=3446=7<&=A@2@2B;43B4&<5>4@2BB4@25@2B&=3<;96C 8A&;65733932&D E D7339B4@2564，+&865327A64686&4=A468>9783F<&=A@2@2B8@<>9&7@32，&8@<>9&7@32 B4@25@2B8?876<F34&D E D7339B4@2564@856:693;65+?’&79&+;9&7F34<#G8@2B7A@88@<>9&7@32B4@25@2B 8?876<，B4@25@2B<67A358，B4@25@2B;43=68868&25B4@25@2B468>978=&2+6&2&9?H65#I A6<&=A@2@2B ;43B4&<=&2+6:64@F@65&25<35@F@65+?7A68@<>9&7@32B4@25@2B8?876<#J?<6&283F7A68@<>9&7@32 B4@25@2B8?876<，D E D B4@25@2B;43=688&25468>9783F&8;@4&973394&K68>4F&=63F&+&996257&;64<@99&46 568=4@+65#I A6&=7>&9D E D B4@25@2B;43=6883F7A64&K6@8=&44@653>78>==688F>99?#I A68@<>9&7@32B4@25@2B 8?876<;43;3865@27A@8;&;64A&887432B F6&8@+@9@7?7A43>B A6C;64@<6278#6"78(%3#：D E D7339B4@2564；8@<>9&7@32<&=A@2@2B；D E D B4@25@2B9+(),:"),L6=7#；D3996B63F’6=A#M=@#N O2B#，P>&H A32B G2@:#3F M=@#N I6=A#，Q>A&2R%**S R，D A@2&#)华中科技大学学报（自然科学版）第%*卷。