虚拟数控铣削加工系统的研究
虚拟数控车削加工系统探讨
虚拟数控车削加工系统探讨虚拟数控车削加工系统是一种通过计算机软件模拟现实车削加工的方法。
它可以在计算机中对复杂的加工路径进行分析和优化，从而实现高效的加工，并且可以减少因为误差和缺陷造成的损失。
当前，虚拟数控车削加工系统是先进的制造业技术之一。
它可通过模拟机床和模拟工件进行加工模拟，以实现加工道具的计算、切割轨迹优化等，并可以通过三维CAD电路图来实现图形式的操作界面。
虚拟数控车削加工系统优势包括：1. 减少设备停机时间。
传统的加工方式需要中途换刀和对加工道具进行调整，而虚拟加工可以在计算机中进行预先模拟和优化，从而可以在实际加工操作中减少停机时间。
2. 提高加工精度。
虚拟加工可以去除机床等加工设备的误差，从而提高加工精度。
3. 实现快速生产。
虚拟加工可以进行高效的准确计算并实现快速加工，如比较复杂的三维加工，可以借助虚拟加工进行快速生产。
4. 节约成本。
虚拟加工减少了机床等加工设备的运行成本和人工成本，并且不需要生产原材料和成品加工过程中的废品，从而实现产品的低成本生产。
5. 提高产能。
虚拟加工可以在计算机中模拟代工零件加工过程，因此可以提高设备处理能力，实现生产效率和产能的提高。
虚拟数控车削加工系统在使用过程中也有许多值得注意的问题。
例如，技术依赖性高，需要进行技术培训才能掌握；很多情况下需要在计算机上进行模拟加工，在物理过程中尚不能代表现实情况；因此，人员在模拟加工时应谨慎操作，以避免出现质量问题等。
在虚拟数控车削加工系统的应用中，合理安排生产辅助系统可以有效提高虚拟制造的实效和生产效率。
例如，可以配合机床自动换刀的机制，实现可靠的工艺自动化；同时，也可以利用虚拟加工与机器人控制系统相结合，实现加工成品的自动选择、装载与卸载，从而实现自动化生产。
总之，虚拟数控车削加工系统是一种快速生产、提高精度、降低成本和提高产能的先进技术，但也需要在使用和实践中掌握技术点，根据需求合理安排生产和辅助系统才能发挥出其最大作用。
数控机床论文范文关于数控机床论文
数控机床论文范文关于数控机床论文浅谈虚拟数控机床技术摘要：本文从虚拟数控机床技术的发展状况及应用方面介绍了虚拟数控机床技术。
对虚拟数控机床技术的应用作了较为详尽的分析。
关键词：虚拟数控机床虚拟现实虚拟制造仿真随着科学技术的迅猛发展，虚拟现实技术成了近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域。
目前，虚拟现实技术已应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域，虚拟数控机床技术就是随着虚拟现实技术的发展而产生的，它为虚拟制造建立了一个真实的加工环境，在计算机屏幕上实现加工过程的仿真，以增强制造过程的各级决策与控制能力，优化制造过程，现在这项技术得到了广泛的应用。
一、虚拟现实技术简述虚拟现实技术，简单地说，就是借助于计算机技术，实现可以通过视、听、触等手段所感受到的虚拟幻境。
它作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。
二、虚拟制造技术虚拟制造技术是以虚拟现实技术为基础，对真实制造过程的动态模拟、仿真，是在计算机上制造产品，经过模拟仿真对产品外形设计、布局设计、加工及装配过程达到优化产品的设计及工艺过程、优化制造环境配置和生产供给计划、优化制造过程并改进制造系统的目的，用来改善各个层次的决策和控制。
虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。
在产品真正制出之前，在虚拟制造环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。
三、虚拟数控机床技术虚拟机床VMT(VirtualMachine Tool)是实际机床产品的计算机仿真模型，也称为机床的虚拟样机，可以用来像真实的机床一样进行演示、分析和测试。
虚拟制造机床系统能够提供加工过程中的关键数据，如优化后的切削参数、总的加工时间等，通过它们可以评价加工策略的优劣并改进加工方案：能够进一步对加工程序进行优化，缩短切削加工过程中的空行程走刀时间和调整复杂曲面不同位置的加工进给率。
基于VRML的虚拟数控铣削加工过程研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
置匝 ｜ 霉
文 。 高艳 平 （ 津机 电职 业技 术 学 院 ） 徐 安 平 （ 北工 业 大 学 机 械 工 程 学 院 ） 天 河
摘 要 ：本 文 在对 实 际数 控 铣 削 系统 研 体 、锥 体 、柱 体 、立 方体 和 文 本 等 ，这些 基 本物体 为 创建场 景提 供 了方便 。Ｖ Ｌ Ｒ Ｍ 的 语 法 虽然 并 不 复 杂 ， 但 对 于 学 习 者 而 言 ，其 烦 琐是 不 可 避 免 的 ，如 果 我 们 需要 了 虚 拟 现 实 以 及 虚 拟 制 造 的 一 些 基 础 知 设 计 一 幢 大 楼 不 仅 需 要 设 置 各 楼 层 的 材 识 ， 在 此 基 础 上 对 于 虚 拟 数 控 铣 削 系统 的 质 ，还 需 要设 置 相 应 的位 置 ， 因此 其 代码 场 景 建 模 进 行 了描 述 ， 然 后 通 过 一 个 实 例 量 是 相 当庞 大 的 ， 幸 好 目 前 有 许 多 创 建 对 虚 拟 数 控 铣 削 过 程 进 行 的 分 析 和 研 究 ， ＶＲＭ Ｌ文 件的模 型的软 件 ，并且 有许 多三 最后 得 出 结论 。 维 建 模 软 件 可 以 把 所 建 立 的 模 型 转 换 成 ＤＳ 关键词 ： 虚拟 制造 ；数控 铣 削 ；虚拟 现 ｖＲＭ Ｌ文 件 ，如 ３ Ｍ ＡＸ 、ＵＧ 等 。 在 虚 拟 现 实 环 境 中 建 立 的 模 型 为 实 ；Ｖ ＭＬ Ｅ ＶＲＭＬ文 件 （ ｗ 】 ． ｒ 格式 ） ，构 建这种文件 绪 论 随 着 先 进 制 造 技 术 和 数 控 技 术 的 发 常 用 的有 三种 方 法 ：第 一种 是 使 用 文 本编 ＶＦ ｌＰａ ｌ 展 ，制 造 系统规 模越 来 越 大 ，控 制系 统越 辑器 （ ｉｌ ｄ）直接进 行 ＶＲＭＬ文件的 来 越 复 杂 ， 自动化 程 度 越 来 越高 ，这 相 应 书 写 ； 第 ＝种 是 使 用 可 视 化 编辑 器 来 建 的 也 给 研 究 和 开 发 者 带 来 一 系 列 问 题 ， 模 ；第三 种 是 使 用其 它 常 见 的 图 形格 式 进 如 ：开发 一 个新 产品 ，无 法 任投 人大 量 人 行 转 换 。 综 合 考虑 这三 种 方 法 的优 缺 点 ， 最后 力 物 力之 前 ，就 确定 其 开 发价 值 和 对 投 产 后 所能 获 取 的效 益 以 及 相 应韵 风 险 进 行切 确 定 ：对 于 铣 床简 单 的 实 体 部件 ，采 用 第 种 建 模 方 法 ， 即 使 用 文 本 编 辑 器 实有效的评估等 。虚拟制造【 —２ （ ｔ ｌ １ ］Ｖｉ ｕａ ｒ Ｖｒ Ｐａ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ，简称 ＶＭ ）正是在这 样一种 （ ｍｌ ｄ） 直 接 进 行 ＶＲＭ Ｌ文 件 的 书 写 ， ｎ ｆｃｕ ｅ 需 求 下 ，以 企业 或 产 品 的 柔性 快 速 响 市 因 为简 单 部件 的编 程 量 不 大 ，这种 方 法 省 场 ，以 及 一次 制 造 成 功 为标 志 ，以 虚 拟现 去 了很 多 不 必要 的 麻 烦 ；对 于铣 削车 间以 实技 术 为 基 础而 提 出 的 ， 其研 究 和 发 展得 及铣 削环 境 的建 模 采 用 第 二种 方 法 ， 即使 用可 ｝ 编辑 器来 建 模 ，因 为车 间及 环 境 见化 到 人们 的极 大 重视 。 本 文在 对 实 际 数控 铣 削 系 统 研究 和 分 的建 模 要 综 合考 虑 机 床 的位 置及 所 需 空 间 析 的基础上 ，应 用三维 ｃＡＤ 建模 软件 ３ 大 小 ， 直 接 用 编 辑 器 编 写 有 一 定 困 难 ， 但 ＤＳ ＭＡｘ结合虚拟现实建模语 言 （ ＶＲＭＬ） ，构 其 难 度不 是 很 大 ，还 没有 必 要 采 用 软 件 建 建 了符 合虚 拟 加 工要 求 的 数 控 铣床 模 型 以 模 ， 本 文 中 作 者 采 用 了 可 视 化 编 辑 器 及铣 削加工场景 模型 。通过 ＶＲＭ 的外部 ＣＯＳｎＯＷ Ｏ １ Ｌ Ｉ ｄ；对 于铣床整体 的建模 采用 Ｔ 编程接 口ＥＡＩ ，在 Ｊ ｖ Ａｐ ｌｔ ａａ ｐ ｅ 建立的挖制 第 三 种 方法 ，即 使 用其 它常 见的 图形 格式 界面 与 ＶＲＭ Ｌ场景之 间进行数 据传递 ，从 进 行转换 ，达种 方法 最常 见 的就 是用 ３ ｓ Ｄ 而 实现 了主 控 制界 面 对 虚 拟 加工 场 景 的控 ＭＡＸ、ＵＧ 等建立模 型 ，之后直接 生成为 ． ｌ ＤＳ 制 。首 先 介 绍 了虚 拟 现 实 以 及虚 拟 制 造的 ｗｒ 文件 ，作者采 用 了 ３ ＭＡＸ 作为 建模 ＤＳ ｘ建立铣 床模型 ，建 些基 础 知 识 ，然 后 在 此 基 础上 对 于 虚拟 软件 ，因为用 ３ Ｍａ 数控 铣 削 系 统 的场 景 建 模 进行 了描 述 ，然 模 过 程 相 对 简 单 ，并 且 可 以 直 接 导 出为 ． 后通 过 一 个 实 例对 虚 拟 数控 铣 削 过 程 进行 ｗ ｌ 件 ，且 文 件 大 小 比 用 Ｕ Ｇ 导 出 的 要 小 ｒ文 的 分析 和 研 究 ，最 后 得 出结 论 。 很 多 ，这 样 更加 有 利 于 网 络 传输 。 本 系统 二 ＶＲ Ｌ Ｍ 中将 用 ３Ｄ Ｓ Ｍ 建立 的 模 型导 出为 Ａｘ ＶＲＭ Ｌ一词最 早 出现 在 １ ４年瑞士 ＶＲ Ｍ ９ ９ Ｉ 文件格式 的铣 床模 型 。导 出后 模型 ｊ ｊ ｍＯｗ Ｏｒ ｄ ｌ 日内瓦的 ｗ ３会议 上，它是 一个缩 写诃 ，英 ｆ 的车 间、 照明灯 等模型用 ＣＯＳ 文全称是 Ｖｉ ｔ ａ Ｒｅ １ｔ Ｍｏ ｅ ｉ ｇ ｕ ｌ ｒ ａ ｉＹ ｄ ｌｎ 建立 ，控制面板直接 由 ＶＲＭＬ Ｐ ｄ编程 。 ａ Ｌａｎｇｕａ ｇｅ。它是 一种 三维 图形描 述语 占， 四 、虚 拟 数控 铣 削 加 工 过 程 同时也是一种在 Ｉ ｔ ｒ ｔ 传输 ＶＲ图象的 ｎ ｅ ｎｅ 上 （ ） 虚 拟 数 控 铣 削 加 工 工 作 流 程 一 个完 整 的 虚拟 数 控 铣 削 系统 应该 从 规范 。用 ＶＲＭ Ｌ规范 ，不 仅可以 创建 维 实 体 ，而 且 可 以 完 成 旋 转 、 行 走 、 滚 动 、 选 工件 的 ＣＡＤ 模 开始 ，考虑到 从 ＣＡ Ｄ 模 型生 成 Ｎ Ｃ 文 件 的 过 程 在 很 多 现 有 的 择 、碰 撞检测 等 多种 功能［ ４】 ３ 。 ＶＲ Ｍ Ｌ用数据 流模 型描述场 景中对 象 ＣＡＤ／ＣＡＭ 软件 中已经能够 实现 ，所以 本 的 属性 ，以 及数 据 在 传 感 器 、插 伉 器 、肚Ｊ 系统 以 Ｎ 文 件作 为输 入 ，通过 对 Ｎ 文 『 Ｃ Ｃ 本和 路 径 之 间 的传 输 ，达 到这 些 节 点 间 通 件 的词 法 、语 法 柃查 以 及 编 译 过程 ， 实现 讯的功能 。每个 ＶＲＭ Ｌ２ ０节 点都有接 收 数控 铣 削 加 工 的仿 真 和 参 数 反 馈 ， 进而 判 ． 数据的接 口 （ ｖ ｎ Ｉ ，当有数 据输 入时 断设 计 的 合理 性 ，工 作流 程 如 图 ｌ 所 示 。 Ｅ ｅ ｔ ｎ） 实 现加 工过 程 的 动态 仿 真 ， 主要 问题 触发 内部 的计 算 函数 （ 方法 ） ，随 后把 产 生 的值赋给 Ｅ ｅ ｔ ｕ 域 ，由 Ｅ ｅ ｔ ｔ 数据 就是 控 制 工 件形 状 的 实 时 显示 及工 作 台 按 ｖ ｎＯ ｔ ｖ ｎ Ｏｕ 把 传给相关的节点，从而达到预想的效果。 照要求的运动 ，工 作台的运 动 由 ＶＲＭ Ｌ 的 三 、虚 拟 现 实 场 景 建 模 接 触 传 感 器控 制 位 置 插值 节点 实 现 。 在 工 三 维 实 体 建 模 是 整 个 仿 真 过 程 的 基 作 台 与 刀具 发 生 相 对运 动 的 同时 ，工 件 的 础 ，要 实 现加 工 过 程 的 逼 真 ， 就必 须 建 立 形 状 不 断变 化 。 当接 触传 感 器 节 点 接收 到 高 质 量 的 三 输 入 便 产生 相 应输 出 传递 给 时 间 传 感 器节 维实体 模型 。ＶＲ Ｍ Ｌ具 有对 三维 实体 点 ，时 间传 感 器 节点 将 输 出传 给 位 置插 值 ａ程 序 中 ｖ 真 实显示 的能力 ，Ｖ ＲＭＬ文件 （ ． １ ｝ Ｗｒ ）本 节 点的 同时 ，也 将输 出传 给 Ｊａ 身是 文本文 件 ，它采用 了 “ 可执 行代 码”技 ｃ １ ａ ｋ （ ａ １ ｃ ）函数 ，在该函数 中进 行工件形 ｂ 术 ，实 现在 Ｉ ｔ ｒ ｅ 上 的三维场 景传输 。 ｎ ｅｎ ｔ 状 的 计 算 并 返 回 计 算 结 果 给 实 体 造 型 节 Ｖ Ｌ 语 言具 有 的基 本 物体 有 ：球 点 ，从 而 实 现 工 件 形 状 发 生 改 变 。 Ｒ Ｍ
五轴数控铣床软PLC控制系统研究
五轴数控铣床软PLC控制系统研究1. 引言1.1 背景介绍五轴数控铣床软PLC控制系统是当前制造业中广泛应用的一种先进控制技术。
随着制造业的发展和对高精度、高效率加工需求的不断提升，五轴数控铣床软PLC控制系统的研究和应用越来越受到重视。
传统的数控铣床由于存在编程复杂、运行效率低等问题，已经不能满足现代制造业的需求。
对五轴数控铣床软PLC控制系统进行深入研究和优化改进，对提高加工精度和效率具有重要意义。
随着科技的不断发展，软PLC控制技术已经成为控制系统中的重要组成部分，其具有编程灵活、易于扩展、性能稳定等优点。
将软PLC技术应用于五轴数控铣床控制系统中，可以有效提高系统的可靠性和稳定性，实现更加精细化的加工。
通过对五轴数控铣床软PLC控制系统的研究，可以为制造业的发展提供技术支持和创新思路，推动我国制造业向高端制造迈进。
【背景介绍】1.2 研究目的本研究旨在探究五轴数控铣床软PLC控制系统的设计原理和实验验证，通过对其概述、设计原理和实验验证的研究，为优化改进方向提供理论基础和技术支持。
通过对系统的应用展望，为未来五轴数控铣床软PLC控制系统在各个领域的应用提供参考。
研究目的是为了深入了解五轴数控铣床软PLC控制系统，提高系统的稳定性和精准度，进一步推动数控技术的发展。
通过本研究，可以为相关领域的研究人员和工程师提供技术参考和实践经验，推动五轴数控铣床软PLC控制系统在工业生产中的广泛应用。
通过本研究的成果总结和存在问题分析，可以为未来研究提供方向和参考，为五轴数控铣床软PLC控制系统的进一步优化提供指导。
通过未来展望，可以为该领域的发展规划提供参考和启示。
1.3 研究意义五轴数控铣床软PLC控制系统是当前制造行业中广泛应用的一种先进控制技术，其具有精度高、效率高、稳定性好等优点。
本研究旨在探讨五轴数控铣床软PLC控制系统的设计原理和实验验证，为提高加工精度和效率提供技术支持。
研究意义主要体现在以下几个方面：五轴数控铣床软PLC控制系统的研究可以帮助企业提高生产效率，降低生产成本，提升产品质量，增强竞争力。
基于VERICUT的虚拟机床建模及应用
基于VERICUT的虚拟机床建模及应用丁科;邓奕;宁立伟【摘要】VERICUT是一款既能对数控机床加工仿真又能进行程序优化的软件,可预防加工程序错误、机床碰撞、提升切削效率.为研究虚拟加工过程,通过UG对MV610加工中心进行虚拟建模,在VERI-CUT软件上进行虚拟机床的组建,阐述了仿真机床建立的过程和方法,通过实例论述了在VERICUT平台上进行虚拟机床建模的过程,通过在虚拟平台上的加工,成功对零件的加工过程进行碰撞检验.【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(026)002【总页数】5页(P24-28)【关键词】虚拟机床;建模;仿真;VERICUT【作者】丁科;邓奕;宁立伟【作者单位】湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101;湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101;湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101【正文语种】中文【中图分类】TH122随着制造业的发展，在产品的生产过程中企业对各类零件的精度要求不断提高，同时对缩短产品生产周期方面的要求也越来越高.一般来说，借助CAM软件自动完成的刀具路径经后置处理后，所导出生成的数控程序也会因零件的精度提高、现状复杂而变得复杂化[1].虚拟机床是为虚拟制造建立一个真实的加工环境，它通过对产品整个加工过程的仿真，通过计算机以虚拟加工的方式仿真和评估各加工过程对产品质量的影响，有效地控制产品的生产制造成本.VERICUT是一款基于Windows操作平台计算机上的先进专用数控加工仿真软件，它可以进行刀具路径的仿真和优化以及机床运动仿真.VERICUT可以进行数控车、数控铣、加工中心、数控线切割和多轴机床的数控加工仿真，包括加工编程的刀具运动轨迹、工件过切情况和刀、夹具运动干涉等错误，可以直接代替实际加工过程中试切的工作[2].本文通过UG软件，对实验室MV610加工中心进行建模，将建立好的机床模型导入VERICUT软件，对某零件进行数控加工仿真.虚拟机床的建模过程分为几何实体建模和运动学建模.如图1所示，为运用VERICUT软件进行MV610加工中心虚拟仿真环境的建立和实现仿真功能的过程.几何模型是构建虚拟数控机床三维特征的基本元素，反应了机床部件的形状位置特征.机床模型建立按照以下顺序进行.(1)把机床的几何模型分解为底座、鞍座、工作台、床身、立柱、主轴、刀库等主要部件模型，确定MV610加工中心各主要部件的实际尺寸和部件在初始位置时各部件之间的相对位置数据.(2)构建机床各主要部件的三维模型.本文是运用UG/NX软件完成的，然后将各运动组件输出为STL或IGES格式以便于在VERICUT中调用.(3)完成夹具的建模.夹具建模的主要作用一方面反映毛坯在夹具中的装夹位置和状态，另一方面是用来检测夹具和机床运动部件之间的干涉、碰撞.夹具的各个部件也是在UG/NX中进行建模并装配，装配后的文件保存成STL或IGES格式，仿真加工时导入各夹具体.(4)虚拟机床几何模块的导入.在机床组件树中分别导入Y轴、X轴、Z轴、主轴以及刀库模型的“STL格式”.BASE模型文件如图2所示，X、Y、Z轴模型文件分别如图3、图4、图5所示.(5)刀具系统的建模.VERCIUT的刀具管理模块可以实现刀具几何参数和加工参数的定义，实现对刀具库的各项数据库操作功能，并保存在刀具库文件中.在VERICUT 刀具管理器中完成刀具库的建模.根据实际加工要求，建立符合加工工艺的刀具库，刀库中每把刀具的刀号、类型与实际刀具相同.刀具信息包括切削部分、刀杆和刀具夹持部分，刀具建模设置切削部分的具体形状参数和刀杆和刀具夹持部分的形状及相应尺寸，并可通过坐标调整来确定其在机床上的安装位置.刀具模型图如图6所示.(6)完成MV610加工中心的整体装配.机床的整体装配反映的是各部间的运动副关系，组合关系和相对位置关系.根据部件之间的装配顺序和位置关系在UG/NX完成机床的整体装配，装配时注意机床的各部件所处的位置要与实际机床初始的位置一致.完成整体装配后的机床如图7所示.虚拟机床运动建模的关键技术就是分析数控机床各部件之间的运动关系，由运动关系建立相应的机床组件树.分析时要抓住两条主要的传动关系链:一个是“机床床身”→“毛坯”传动链，一个是“机床床身”→“刀具”传动链.这两条传动链构成了数控机床的基本运动关系.以MV610加工中心为例，观察机床的实际运动特点，得出其两大传动链关系.(1)毛坯→夹具→X轴→Y轴→机床床身(2)刀具→刀库→机床床身↓主轴→Z轴→机床床身在VERICUT系统中建立MV610加工中心组件树模型如图8所示.机床组件树只是完成了数控机床的运动模型，还不具备真正的仿真功能，还需要向各组件添加三维模型并装配生成整个机床的空间三维立体模型，以反映出真实机床的几何外形特征，并能利用三维模型实现机床部件的干涉碰撞检测.按照毛坯→夹具→X轴→Y轴→机床床身；刀具→刀库→机床床身↓主轴→Z轴→机床床身的顺序，依次导入之前由UG/NX导出的各部件STL文件，并设定好各部件坐标系之间的相对位置关系，经过适当的组建移动、旋转完成MV610加工中心机床的组建.在进行数控铣削工艺分析时，主要从两个方面考虑：效率、精度.理论上的加工工艺必须达到图样的要求之外，还需要能够充分发挥数控机床的功能价值.(1)分析图纸.图9为某待加工的零件.分析图上尺寸精度，几乎所有表面均可在数控铣床上完成加工.依据产品生产数量的不同和材料的利用效率，确定工艺方案：利用机夹虎钳两次装夹，一次装夹铣六方至尺寸139×99mm，二次装夹完成工件表面、各凸台、槽、曲面和型腔的铣削加工，至图纸要求.(2)确定数控机床和数控系统.(3)工件的安装和夹具的确定.(4)工件材料的选择及该材料的切削加工性能特点.2.2 利用MASTERCAM软件完成对指定工件的仿真(1)用Φ18的面铣刀完成对毛坯的表面铣削加工.(2)挖槽加工.(3)粗加工上表面各轮廓型腔.依次完成毛坯的表面铣削→挖槽→上表面型腔的粗加工→圆角处的精加工→曲面的精加工→Φ12孔、Φ10孔的加工，MASTERCAM完成零件的加工后，选择所有的刀具路径如图10所示，再单击生成程序工具按钮，按照软件自带的提示完成NC程序的自动生成.在项目树中通过选择毛坯、添加模型、设定长宽高为142×102×27mm的方块毛坯，并将毛坯移动到合适位置，生成模型文件.选择已导出的零件“STL”文件，完成零件的添加，项目树中零件模型如图11所示.选择“数控程序”，依次添加平面铣、挖槽、型腔粗加工、圆角精加工-1、圆角精加工-2、曲面精加工、钻-1、钻-2、钻-3的NC程序如图12所示.选择、添加刀具文件MV-610tls完成刀具导入，确定刀具偏置值并置于寄存器中，完成刀具各项参数设定，实现机床G54工件坐标系的创建和刀具的对刀过程[5].打开VERICUT软件，重新加载MV610加工中心机床文件、刀具库文件、数控程序，完成机床的坐标系设定和对刀.在仿真加工前可通过“项目”→“手工数据输入”来检验机床参数设定是否安全如图13.在“手动进给运动”选择Z轴，依次输入G00Z50；G00Z28；G01Z27；G01Z0程序段，完成本文中MV610虚拟加工中心仿真前的机床校验，进行零件的仿真加工，仿真加工结果如图14所示.本文主要通过对MV610加工中心虚拟机床的建模过程、模型的导出、整个机床的组建以及数控系统的配置、机床初始化参数的设定等方面的描述，介绍了基于VERICUT的虚拟机床建模的一个大致过程.并在这个基础上通过实例对VERICUT构建的虚拟机床做了简单应用，围绕零件的工艺分析、刀具的选择、NC程序的生产以及零件、刀具、程序的导入，介绍了在VERICUT平台上进行虚拟机床建。
基于虚拟仿真技术与实际操作相结合的数控加工实验教学设计
基于虚拟仿真技术与实际操作相结合的数控加工实验教学设计1 引言2017年，教育部发布关于建设示范性虚拟仿真实验教学项目系列文件，以支撑高等教育教学质量的全面提高。
实践教学是高校人才培养的重要环节，而数控技术课程是机械专业学生能力培养的重要课程之一，因其具有集理论性、专业性、技术性和实践性于一体的特点，对培养学生的创新能力、独立实践能力和团队精神，以胜任机电行业及相关领域工作起到重要作用。
由于数控机床设备昂贵、实验学生人数较多、实验设备和空间不足、学生缺乏操作经验可能导致设备损坏或者造成危险等原因，使实验教学效果受到影响。
为切实提高教学效果，将开放实验教学和创新能力培养相结合，以培养学生知识能力为目标，把激发学生的学习兴趣和潜能作为教育教学改革的出发点和着力点，推动本科实验教学从“教得好”向“学得好”转变，从教师中心向学生中心转变，全面提高学生专业能力和综合素养。
2 开放式数控加工虚拟仿真实验教学体系数控加工实验教学依托于数字化设计与制造国家级虚拟仿真实验教学中心，该中心下设多个实验室，拥有多台FANUC和西门子数控拟真机，可为实验教学提供硬件基础。
通过开放实验、项目驱动、虚实结合，不仅可使学生更深入了解机床结构、工作原理、控制运动方式，掌握数控加工工艺、数控编程、数控加工操作等方面的知识和技能，还可解决传统数控实验教学过程中实验教学方式单一、实验受时间和空间限制等问题。
2.1 科学设置多层次实验教学项目依据实验教学大纲，以项目驱动为导向设置多层次的实验教学项目，以完成一个具体的项目为线索，把教学内容隐含在每一个项目中，使学生自己提出问题、思考问题、解决问题，从而培养其综合创新能力、创新意识及自主学习习惯。
教学设置了基础性、综合性、创新性三个层次实验项目。
（1）基础应用层次实验项目学生通过基础应用层实验项目训练，掌握数控编程实验操作的基本技能和方法。
（2）综合性层次实验在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，学生能够根据实验项目要求，自行查阅文献，自行设计实验工艺方案，完成规定零件的加工任务，满足加工质量要求。
数控机械加工技术应用现状与优化措施研究
数控机械加工技术应用现状与优化措施研究摘要：本文旨在分析数控机械加工技术的应用现状，并提出相关优化措施。
本文首先介绍了数控机械加工技术的基本原理和发展历程；紧接着，通过对当前数控机械加工技术应用的调研和评估，发现其存在一些问题和局限性；在最后，本文提出了一些优化措施以提高数控机械加工技术的效率和精度，并且对未来进行了展望。
关键词：数控机械加工技术；应用现状；优化措施一、引言数控机械加工技术作为现代制造业中的重要环节，已经广泛应用于各个领域。
它通过计算机控制机械设备的运动，实现高效、精准的加工过程。
但是，随着制造业的不断发展和竞争的加剧，数控机械加工技术也面临着一些挑战和问题。
所以，研究数控机械加工技术的应用现状，并提出相应的优化措施，对于进一步提高制造业的效率和质量具有重要意义。
二、数控机械加工技术的基本原理和发展历程数控机械加工技术的基本原理是通过计算机控制机床进行各种运动，实现对工件的精确加工。
刚开始，加工工艺参数被编码输入计算机，然后计算机根据预设的程序和指令生成控制信号。
这些控制信号经过放大、转换和传输后，驱动伺服系统控制机床执行相应的运动，包括刀具进给运动、主轴转速、床身移动等。
通过精确控制机床运动，可以实现对工件的精细加工。
数控机械加工技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代。
当时，计算机技术迅速发展，人们开始将计算机应用于机械加工领域。
最早的数控机床采用穿孔纸带编码方式进行控制，通过控制纸带上的孔的位置和顺序，来实现机床运动的控制。
这种方式在当时已经取得了一定的成功，但存在编程复杂、容易出错的问题。
随着计算机硬件和软件的不断改进，数控机械加工技术得到了快速发展。
磁带和磁盘取代了穿孔纸带，大大提高了数据传输的速度和精度。
同时，计算机的运算能力和存储容量也得到了显著提升，使得更加复杂的加工程序和算法可以被实现。
近年来，随着信息技术的飞速发展，数控机械加工技术进一步得到了推动。
先进的控制系统采用了更强大的计算机硬件，结合先进的编程软件和算法，可以实现更精确、高效的加工过程。
采用映射模型算法与触摸屏的虚拟数控仿真系统
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第 ７期 ２１ ０ ２年 ７月
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女 数控与自 动 化 。
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ｅｐ ｒ ｎｓ ｈ ｗ ｅｓ ｌ ｉｎｒｓｌ ｒ ｓ ｉａｔｒ． ｘ ｅｉ ｔ ｓｏ ｓ ｈ ｉ ａ ｏ ｕｔ ａｅ ａ ｓ ｏｙ ｅ ｍ ｔ ｍｕｔ ｅ ｓ ｔ ｆ ｃ
Ｋｅ ｏ ｄｓ ＮＣ ａ ｈｉ ｉ ｙＷ ｒ ： Ｍ ｃ ｎ ｎｇ； Ｔｏｕ ｈ Ｓｃ ｅ ｎ； ｒ ｕａ ｍｕｌ ｔｏ Ｏｐｅ ｃ ｒ ｅ Ｖｉｔ ｌ Ｓｉ ａ ｉ ｎ； ｎＧＬ
ｌ ● ，鲁 ● ，
采 用映射模 型算法与触摸屏 的虚拟 数控 仿 真 系统 冰
扈 志远 王培俊 张玉 霞 潘 璇
（ 西南交通大学 国家级机械基础实验示范中心 ， 成都 ６０ ３ ） １０ １
基于UGNXISV的数控加工仿真
基于UGNX/IS&V的数控加工仿真设计总说明中国的制造业面临着巨大的机遇和严峻的挑战。
机床工业是装备制造业的核心，关系国家的经济命脉和安全。
虚拟机床是虚拟制造技术的热点研究课题之一。
以数控加工仿真为主要内容的虚拟机床技术可以在计算机上解决实际加工中遇到的各种问题，提高编程速度，缩短开发周期，降低生产成本，提高产品质量，并得到了广泛的实际应用。
因此本文通过运用CAD/CAM软件UG和UG IS&V模块，针对VS1575型三轴立式数控铣床进行了虚拟机床技术的研究。
本文通过查阅大量文献资料，系统研究了虚拟机床技术的产生、研究内容、研究现状及应用前景。
并通过察看说明书等资料和实际动手操作，全面了解了VS1575型三轴立式数控铣床的结构、功能、主要参数及数控系统。
同时深入学习了CAD/CAM软件UG的各个模块，重点学习了其中的建模、加工及后处理模块，对IS&V模块进行了全面的学习。
以上是虚拟机床技术研究的前期工作。
本文利用软件UG的CAD模块建立了数控机床、被加工零件及毛坯的参数模型，同时在CAM模块中完成了数控编程工作，并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的G代码;在调入由UG输出的机床及被加工零件的STL模型和数控代码的基础上，本文运用后处理构造器进一步创建了数控系统文件和刀具文件，实现了数控加工过程仿真，并进行了刀具轨迹优化和加工质量检验，实现了完全的虚拟加工过程，保证了数控程序的正确性。
IS&V 是UG 软件中一个功能强大用于数控机床集成仿真和验证的专用模块。
介绍了该模块的结构组成及工作原理, 并在IS&V 环境下建立了一台三轴数控铣床的仿真模型。
在该模型的基础上分别对零件加工过程中的刀具路径和铣床运动进行仿真, 预见和评估其加工过程中可能出现的问题并加以解决, 最终提高企业的生产效率并使其获得" 首试成功" 的加工制造。
目前多数三轴数控机床仿真系统，一般只提供二维的动画仿真，而且仿真系统的几何造型功能十分有限，零件和机床模型需要在其他CAD 软件中进行建模，然后导人数控仿真系统。
虚拟数控铣削几何及物理仿真系统的研究
关键 词 ： 虚 拟数控 ， 几何仿真 ， 物理 仿真 ， 铣 削 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ７ ２ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ～ ０ ０ ５ ０ — ０ ４
虚 拟加 工过程 仿真 是虚 拟制造 的底层 关键 技术 ， 包 括 几 何仿 真 和 物理 仿真 两 部分 。几 何仿 真 是数 控 加工
过 程仿真 的前提 ， 通 过刀具 扫 略体和工 件模型 连续 的布 尔 运算 可得切 屑的去 除加工 过程仿 真 ， 它 也提供 了物理
控 程序 的调 试时 间 ， 减 少数控 加 工的试 切费用 ， 提 高机 床的安 全性 ， 预测 工件 的加工 质量 和机 床的加 工效 率 。
ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ．
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ＮＣ； ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｍｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ
１ 引 言
２ 仿真 系统 的构 成
本系统 以 ＵＧ软件为平 台 ， 以 ＵＧ ／ Ｉ Ｓ Ｖ模 块为基 础 ，
利用 ＵＧ二次开 发技 术 ， 扩充软件功 能 ， 通过考虑切 削过 程 的各 个物 理 因素 ， 通 过建立 各个 物理模 型 ， 然后 利用
仿 真 评估 切 削力 和 加工 误 差所 需 的主 要参 数 。物理 仿 真 主要 是力学仿 真 ， 它是 虚拟数控 加工 过程仿 真 的核 心 部分 ， 其 内涵 就 是综合 考虑 实 际切 削 中的各种 因素 ， 建 立 与实 际切 削拟合程度 高 的数学模 型 ， 从真 正意义 上实 现 虚拟 加工 与实 际加工 的 “ 无缝 连接 ” 。通过 物理 仿真 与几何仿 真 的集成 ， 在进行 数控 加工过程 几何 仿真 的同 时， 显示 和预 测 加工过 程 中物理量 的变 化 ， 可 以节省 数
数控虚拟加工系统及应用
本数控虚拟加工系统为满足实际培训 、实训中接触的多类数控机 床， 在上面框架结构的基础上 ， 运用下面图 ３所示的系统拓展结构 。其
中系统 ｘ指的是不 同类 型的数控 系统 ， 型 Ｉ类型 Ⅱ 等指的是具体数 类 、 控机床的型号或类 型。此虚拟系统的拓展结构可以实现数控机床的不 同类型或型号和不同生产 厂家， 使用者则可以根据 实际情况来选择与 自 己现实培训相似的设备 。
科技信息．
计 算机 与 网络
数控 虚 拟 力 工 系 统 及 应 用 口
陕西工 业职 业技 术 学院 梁晓哲
［ 摘 要］ 本文分析数控虚拟加工 系统 系统总框 架和拓展结构 ， 说明 实现功能要 求及 实现 方法。 ［ 关键词 ］ 数控 虚拟加工 虚拟数控机床
０ 引 言 ．
１ ． 展 结 构 ３拓
１ ． 能 框 架 ４功 ｐ Ｅ、 Ｇ、 ｅ Ａ ｍ— Ｕ ｍ￣ｔｒ Ｍ等常用 Ｃ Ｄ Ｃ Ｃ Ａ ／ ＡＭ软件都 具备 数控仿真 的 功能， 美中不足的是这些软件体现不 了实际当中机床 的操作也不能直观 的验证程序合理性 。为使 数控 虚拟加工系统满足学生在虚拟环境下 亲 自上机操作等方 面的需求 ， 应具备 以下几方面 ： ｆ） 件 基 础 １硬 虚拟 机床操作应最大 限度地接近真实机床操作， 虚拟的机床具有 与 接 近实际机 床机械结构和外观。具有工作 台和床身等硬件基础 ， 具有真 实的坐标轴的移动过程 ， 具有真实数控系统相 同的操 作面板， 数据输入 键、 功能键 、 机床控制键 、 模式选择旋钮等都在虚拟环境 下可操作； 工件 的装 夹能形象体现 出生产 中的应用， 有工件毛坯 的定义和夹具选择， 以 便在操作虚拟机床时， 感觉就是 在操作真正 的数控机床。 ｆ操作 方式 ２ ） 虚拟数控机床在操作上要体现出开机 回参考点 ， 能实现 自动运行 、 手动操作 、 Ａ方式 、 ＭＤ 增量进 给等操作模式 ， 并且根据 实际操 作者的需 求， 按照生产厂家不同进行模 式切换 ， 比如在倍率调整方面可 以做成旋 钮或按键两种形式互相切换 。 （） ３软件功能 虚拟数控系统应具备较为完善 的软件功能操作， 比如： 文件 的新建 、 复制 、 编辑 、 删除 、 出 、 导 导入 等 ， 有各类 参数的设 置 ， 还 比如刀具半径补 偿值 、 长度补偿 值、 零点偏 置等 。这些参 数的设 置都 应尽量 与实际数控 加工系统接近。 ｆ） 环 指 令 ４循 实际的数控 系统不 同， 么对应 的操作 系统也 就多种 多样 ， 在 那 当然 循环指令方 面各有不 同。车削 、 钻削 、 铣削等循环指令都是 ＩＯ标准规 Ｓ 定之外的指令。这些循环指令在 实际手工编程 时非常方便 实用 ，比如 Ｓｅ ｎ ｉ ｓ系统的 Ｃ Ｃ ８ 、２循环 指令 、 Ａ Ｕ ｍｅ Ｙ ￣ １８ Ｆ Ｎ Ｃ系统的 Ｇ ３循 环指令 ７ 等 ， 以在培训 中也是一个重要内容。在虚拟数控系统 中因此虚拟数控 所 加工 系统 中根据不 同的系统需设计出不 同的循环指令， 并能在虚拟 的操
数控铣削加工毕业论文
数控铣削加工毕业论文目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状及发展动态 (3)1.3 论文研究内容与方法 (5)二、数控铣削加工理论基础 (6)2.1 数控铣削加工原理 (8)2.2 数控铣削加工工艺 (9)2.3 数控铣削加工刀具与夹具 (10)三、数控铣削加工设备与操作 (11)3.1 数控铣床型号与结构 (12)3.2 加工参数设置与调整 (13)3.3 加工过程中的安全与防护 (15)四、数控铣削加工实例分析 (16)4.1 零件加工需求分析 (17)4.2 加工工艺设计与实施 (18)4.3 加工结果分析与评价 (20)五、数控铣削加工优化策略 (21)5.1 提高加工效率的策略 (22)5.2 提高加工精度的策略 (24)5.3 节能减排的策略 (25)六、数控铣削加工发展趋势与展望 (26)6.1 数控铣削加工技术的发展趋势 (27)6.2 数控铣削加工行业的未来展望 (29)七、结论 (30)7.1 研究成果总结 (31)7.2 存在的问题与不足 (32)7.3 对后续研究的建议 (33)一、内容描述数控铣削加工技术概述：详细阐述数控铣削加工的基本原理、主要设备、常用工艺及其发展历程。
数控铣削加工的工艺参数研究：分析工艺参数（如切削速度、进给速率、刀具类型等）对加工质量、精度和效率的影响，探讨工艺参数的优化选择方法。
数控铣削加工的仿真与实验研究：介绍数控铣削加工的仿真技术，包括仿真软件的应用及实验验证。
分析仿真结果与实验结果的一致性，验证优化方案的可行性。
数控铣削加工在典型零件制造中的应用：结合实际案例，分析数控铣削加工在典型零件（如模具、汽车零件等）制造过程中的应用，探讨提高加工质量和效率的措施。
数控铣削加工的发展趋势与挑战：分析数控铣削加工技术的发展趋势，探讨当前面临的主要挑战及解决方案。
本论文旨在通过深入研究数控铣削加工技术，为提高实际工业生产中的加工质量和效率提供理论支持和实践指导。
虚拟数控铣削物理仿真关键技术研究的开题报告
虚拟数控铣削物理仿真关键技术研究的开题报告一、选题背景及意义近年来，随着制造业的快速发展，数字化、智能化已经成为制造企业普遍关注的问题。
虚拟数控技术是数字化、智能化的重要组成部分，是一种基于计算机技术和相关仿真技术的高效制造方法。
我们的项目旨在研究虚拟数控铣削物理仿真关键技术，为国内铣削行业提供技术支撑。
研究内容包括虚拟数控加工技术、铣削工艺的工艺参数和物理仿真技术等关键技术研究。
在进行虚拟数控加工仿真的过程中，将结合实际加工过程，多方面探究并解决虚拟制造过程中的各种技术问题。
本研究对于推动虚拟制造技术在制造业的发展中起到了重要的促进作用，在促进高效制造、提升制造水平、推动行业发展等方面具有广泛的应用前景。
二、研究内容及方法1.研究内容（1）虚拟数控加工技术基于虚拟制造平台，研究铣削加工的数控技术，实现虚拟制造的三维可视化。
针对数控加工过程中的各种难题和技术瓶颈，进行梳理、整理和分析，通过制定详细的数控加工方案和加工策略，提高加工效率和加工质量。
（2）铣削工艺的工艺参数研究在铣削加工的过程中，选取合适的工艺参数是至关重要的。
本研究将研究铣削工艺中的各个关键因素及其相互作用，并提出合理的加工参数选择方法，从而实现铣削加工的优化。
（3）铣削物理仿真技术研究在虚拟制造的过程中，物理仿真技术是非常重要的. 本研究将针对铣削加工的物理过程，采用多种数学建模技术和计算机仿真技术，精确重现铣削加工的物理现象。
结合实际加工情况进行模拟分析，优化模拟结果并不断改进模型。
2.研究方法本项目将采用实验方法、数学建模与仿真等多种研究方法。
具体研究方法如下：（1）实验法。
利用虚拟加工仿真平台进行虚拟加工实验，收集实验数据，研究铣削加工的物理特性。
（2）数学建模与仿真。
基于物理原理，建立数学模型，并通过计算机仿真来模拟实际加工过程，优化预测数学模型。
（3）相关数据挖掘技术。
利用大数据技术和机器学习技术，挖掘和识别各种加工参数和机床状态等相关的关键数据，以帮助预测实时加工状态。
基于vericut的虚拟龙门加工中心建模和仿真关键技术研究
ｗｈｉｃｈ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＮＣ ｃｏｄｅꎬ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｔｒｉａｌ ｃｕｔｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｔｓꎬ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐ￣
实现各角度侧面铣ꎮ 搭建了虚拟加工环境ꎬ通过零件仿真加工ꎬ完成了零件顶面及 ４ 个侧面的铣削
加工ꎬ验证了数控代码的正确性ꎬ检验了数控工艺合理性ꎬ减少了零件试切ꎬ缩短了开发周期ꎬ仿真
结果表明虚拟龙门加工中心的正确性ꎮ
关键词:龙门加工中心ꎻ虚拟机床ꎻ侧面铣削ꎻ仿真加工
中图ห้องสมุดไป่ตู้类号:ＴＨ１６２ꎻＴＧ６５ 文献标识码:Ａ
基于 ＶＥＲＩＣＵＴ 的虚拟龙门加工中心建模和
仿真关键技术研究 ∗
高 骏ꎬ杜柳青
( 重庆理工大学 机械工程学院ꎬ重庆 ４０００５４)
摘要:为减少零部件试切ꎬ检验数控工艺合理性ꎬ构建了虚拟龙门加工中心ꎮ 研究了龙门加工中心
运动ꎬ阐述了侧面铣头运动由旋转中心和换刀点控制ꎬ提出了虚拟机床侧面铣削运动构建方法ꎬ可
０ 引言
近年来ꎬ在制造行业中许多精密零部件都存在着
加工难度大ꎬ加工精度要求高ꎬ单件价值高ꎬ错误加工
损失巨大等问题ꎮ 零部件加工要求高且承受不了碰
撞ꎬ在投入实际大批量生产之前ꎬ需要对精密零部件进
行首件试切ꎬ目的在于检验数控程序及工艺规划的合
理性 [１] ꎮ 首件试切周期长ꎬ所耗费人力物力大ꎬ因此研
究构建虚拟机床进行检测加工干涉碰撞及减少零件试
虚拟数控铣削加工几何仿真系统研究
第２ ４卷
和刀 具扫 描体模 型 。 （） １ 刀具 几何 实体 模型 虚 拟 数控加 工过 பைடு நூலகம் 中刀 具建模 是一个 必 要条
件， 由于本 系统研 究 的是 ３轴的实 体切削 加工 ， 对
于离散 矢 量和刀 具扫 描体 的交点 可直接 用数学 求
交 的方 式来 得 到 ， 此对 于 刀具 扫描 体 的建 模 可 因
文章编号 ：０ ７—１８ （０ ７ ０ ０ ２ — ３ １０ ３５ ２ ０ ）２— ０ １ ０
虚 拟数 控 铣 削加 工 几何 仿 真 系统 研 究
梁万 勤 王英 波 张 滢 杨者 青
Ｉ０ ３ ） ０ ４ １ （ 沈阳航 空工业学 院工程实践中心 ， 辽宁 沈阳
摘
要： 数控加工仿真可 以克服实物试切加 工的 弊端 ， 为缩短产 品开发周 期 、 降低生 产成本及 提
高企业 的市场竞争力发挥重要作用 。建 立 了几何 仿真系统 总体结构 ， 对其 中的几何仿 真模块进 行 了深人研究 ， 包括刀具 实体建 模 、 毛坯实 体建模 和刀具 扫描 体建模 。并 用计算 机语 言 加 以实 现。利用本 软件可以检查数 控加 工程序中的错 误 ， 以部分或者完全取消试切环节。 关键词 ： 几何仿真 ； 数控加工 ； 建模
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ｌ 仿真 系统结构设计
数控铣削仿真系统的结构如 图 １ 所示 ， 具体 包括数控程序、 数控代码处理模块和几何仿真模 块。
１ １ 数控 程序 ．
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图 ２ 数 控 代 码 的计 算 机 处理 过 程
数控车加工虚拟仿真实验教学研究
DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.06.204数控车加工虚拟仿真实验教学研究①窦沙沙 夏建生 周海 陈青（盐城工学院机械优集学院 江苏盐城 224051）摘 要：采用“虚实结合”的方法，结合数控车加工的特点，开设了数控车编程和数控车虚拟机床仿真实验，掌握数控车编程方法及数控车操作，让学生在实际的虚拟仿真操作过程中，了解并掌握注塑模智能制造的关键环节，加强对所学知识的理解，提高课程教学效果。
关键词：数控车 虚拟仿真 实验教学中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)02(c)-0204-02数控车主要用于轴类、盘类等回转体零件的加工。
虚拟数控车床，是以沈阳机床、凯达机床等行业领先企业的机床为载体，嵌入了西门子和法兰克数控系统，能够模拟各种虚拟车削加工，如车削内外圆柱面、圆锥面及其它旋转面、端面及各种常用的螺纹还能进行拉削油槽、键槽等工作。
通过对虚拟数控车床的对刀、工件装夹、刀具设置、数控程序的编辑与检验，启动数控机床，模拟模具零件加工的整个过程。
模拟过程不仅能配置刀具和夹具，检查刀具和夹具与被加工零件的干涉，碰撞情况，还能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程的实际情况。
按照“能实不虚，虚实结合”的理念，注重知识传授与技能训练相结合，设计实验教学内容，在实验之前，学生先学习掌握数控车床的基本结构、基本特点、数控车床的各种刀具选择、正确的操作方法和步骤，然后结合学习的知识点，通过虚拟数控车床的演示，进一步将所学的知识感性化，在此基础上，学生利用虚拟仿真设备，模拟注塑模零件加工过程，在模拟程序执行时，程序段、坐标值以及工件与刀具的相对移动的切削过程均模拟显示，学生可以即时发现操作加工过程存在的缺陷，并相应进行调整，从而不断提升自己的能力。
1 数控车编程仿真通过数控车编程仿真模块，模拟数控车削加工过程，掌握注塑模典型回转体零件的车削自动编程，包含粗加工、精加工、切槽、螺纹切削和中心线钻孔。
数控机床加工仿真技术及应用
内燃机与配件0引言近几年来，我国的制造业发展迅速，对促进我国经济增长发挥着至关重要的作用，而制造业的发展与数控机床加工技术的发展息息相关。
传统的数控机床加工不仅所需费用高，而且还存在操作困难、加工效率低等问题。
为了适应制造业的发展，数控机床加工技术不断革新，现有的数控机床加工仿真技术，能很好地解决传统加工技术的局限，有效地加快制造业发展的步伐，进一步提高经济效益。
1数控机床加工仿真技术概述数控机床加工仿真系统介绍数控机床加工仿真技术是将人为加工转换为自动化、信息化、数字化的计算机仿真加工，主要运用物理模型、数学模型等模型，实现在可视化、图形模拟化、人机交互的虚拟环境下进行加工处理，有效地代替实际的加工过程，进而实现对加工步骤和流程的优化，促进数控机床加工技术的发展。
技术人员通过对现实中的数控机床工作环境和状态进行建模仿真，能够有效地掌握零件加工过程中的实际情况，从而及时发现零件加工过程中存在的问题和其他不利因素。
除此之外，还能实现对故障进行预测，通过数控机床加工仿真技术还能对加工运作是否正常进行区分，自动处理部分异常的信息，例如，及时反映出加工过程中产生零件间的干涉或碰撞等现象，进而提醒技术人员作出相应的处理，尽可能的减小机床加工过程中发生故障的概率，有效地提高机床的工作效率。
2数控加工仿真技术发展现状在生产加工中，为了提高数控程序的正确率，检验加工指令和试切时多用容易切割的材料代替工件，也可用采用划针或笔代替刀具的轨迹显示法。
但是，上述几种方法需要耗费较多的材料，不仅增加了生产成本，而且还增长了生产的周期。
为了解决这些问题，研究出了计算机仿真方法，该方法实现了试切环境的模拟、图形显示以及仿真计算，并不断向着提高模拟的精度、图形的真实度方向发展。
从环境模型上来看，NC 切割仿真包括力学上的仿真和几何上的仿真。
其中，力学仿真又囊括在物理仿真的范畴，在仿真切削的过程中，利用其动态力学的特性进一步实现对刀具振动和刀具破损进行预测，以及控制切削参数，从而达到切削的目的；而几何仿真不需要考虑切削力、切割参数或者其他物理因素带来的影响，因为，其检验NC程序正确与否，只需要仿真刀具-工件几何体的运动。
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。
数控技术的应用
8.2.2 柔性制造系统的类型与构成
1．柔性制造是指在计算机支持下，能适应加工对象变化的 制造系统。
柔性制造系统有以下3种类型。 （1）柔性制造单元。 （2）柔性制造系统。 （3）柔性自动生产线。 2．柔性制造系统的构成
就机械制造业的柔性制造系统而言，柔性制造系统 （FMS）由下面3部分组成：多工位的数控加工系统、自 动化物料储运系统和计算机控制的信息系统。
1973年，美国的约瑟夫·哈灵顿博士首先提出了计算机集成制 造（Computer Integrated Manufacturing，CIM）的概念，他认为， 企业的生产组织和管理应该强调两个观点，即：企业的各种生产经营 活动是不可分割的，需要统一考虑；整个生产制造过程实质上是信息 的采集、传递和加工处理的过程。
1．虚拟数控车削加工系统的总体设计
特征造型
车床造型
刀具造型
夹具造型
数控代码
毛坯造型
实体造型
仿真系统坐标系
数控代码翻译
参数动画控制
仿真运动数学模型 仿真工件切除数学模型
加工过程仿真系统 车床参数设置
仿真干涉碰撞数学模型
加工参数
加工过程仿真动画图象输出
数控车削加工过程几何仿真系统
数控车床仿真加工系统
毛
进行模块化设计要把机床划分成若干模块，这里考虑三轴数控铣 床的运动关系，即主轴的转动、工作台的平动，把数控铣床分成机床 主轴、床身、X向工作台、Y向工作台和Z向工作台，它和实际机床的 组成有所不同，对一些与仿真无关的部件，如液压装置、照明电气系 统等，在仿真模型中不予考虑，从而简化仿真模型。
为了给用户带来美好的视觉效果，本系统提供了变换机床颜 色和材质的功能，用户可以根据自己的喜好来定制自己的 数控机床；同时系统还提供了隐藏和显示机床各模块的功 能，如用户不需要看机床而只想看刀具与工件的仿真加工 过程，则可以隐藏机床床身和工作台。
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虚拟数控铣削加工系统的研究
摘要: 虚拟数控铣削加工系统是为了对数控机床实验教学进行深入研究，在虚拟
制造技术和数控加工方面进行探究的前提下，通过VC+程序语言开发的系统。
虚
拟系统与真实数控铣床有着相似的虚拟控制面板和数控机床床身，可以在加工时
对过程进行干预和核查，不仅如此，这个系统能够指出NC代码中的问题，这样
就能够降低核查时对资源和器材设备的消耗，同时也能够进一步对数控设备的使
用率进行提升。
关键词: 虚拟数控铣削加工系统; 虚拟系统; 制造
引言：
数控加工技术作为制造机械的必要技术，在机械领域的到了越来越多的使用，数控机床作为实行技术的必需设备重要性也越来越高。
但在数控加工过程中，相
关的代码容易受到各类因素的影响而出现问题，因此对代码进行核查是必不可少
的一个步骤。
仿真加工过程对代码进行核查可以确保代码的准确率，同时也能够
有效避免各类工具之间的摩擦与相互影响。
虚拟制造要求对加工环境的模型进行
创建，包括工作台、虚拟机床等工具设备，这样才能够对加工环境进行全面仿真。
1虚拟数控铣削加工系统的构造
数控铣削加工系统的建立离不开模块化的建立原理 , 几个模块通常分为：机
床的几何模块、控制模块，加工过程的仿真模型、各类工件模型等。
想要进行虚
拟加工就离不开虚拟数控铣削加工系统的基础构造和加工系统的几何模型[1]，它
们与真实的数控铣床具有着结构的相似之处。
设计机床的分类通常是基于机床的
构成、使用和各部件的衔接，进行恰当的分类后便可以通过计算机技术进行机床
几何模型的建立。
机床的床身、立柱、主工作轴等是组成几何模型的主要部分，对部件位置的
不同安排和组装能够使机床分为不同的类型，因此，虚拟机床具有高通用性和变
化性[2]。
数控机床的部件、各类工具的位置与运作都与虚拟机床的操作控制有着相关的联系，这些关系可以通过向量进行整合得出。
同时，数控机床零配件的运
作轨道也分为直线轨道与旋转轨道，它的运作具有相对性和阶段性，每一种运作
轨道都有相符合的机床零配件，对这些零配件的运作进行落实是与机床基本零配
件的各阶段运作相对结合的最终效果。
各类零配件在进行位置移动运作时，可以通过指针链表对运作轨迹进行实时
记录，并在记录的过程对零配件的新位置进行运算并输出，这样就能达成对机床
运作的仿真。
虚拟数控铣削加工系统中最为重要的一环就是对数控加工过程进行仿真建模
的建立，在建立模型时，通常根据仿真目标的核查要求把数控加工仿真的方式分
为几何模型仿真与物理模型仿真。
几何模型仿真通常是对刀具的运作轨道进行核查，避免刀具出现在错误轨道上而对加工的工件进行摩擦或干扰，与此同时，几
何模型仿真几乎不对切割数据、切割能力造成的影响进行核查。
物理模型仿真则
与此相反，它对切割数据、切割能力、受热变形程度等造成的影响都要进行核查[3]。
这两类仿真模型能够在仿真加工时提供核查方式和运作方式提供多角度的帮
助下，例如通过多个角度对刀具面进行放大缩小、位置旋转的核查，这样就能够
对仿真加工过程进开始、打断、变速、停止等运作控制。
仿真加工流程结束后，
仿真系统会在后台上传仿真结果数据，这些数据会提供仿真工程中模型工件的各
类信息，例如是否摩擦、干预等，这样就能够给仿真系统的使用者提供全面的信
息参考，使用者便能够进行更好的决断，促进数控加工进行高效性与自动性。
2虚拟数控铣削加工系统的功能
虚拟数控铣削加工系统的功能主要包括建设功能、NC代码的编程及更改功能、对仿真加工过程实时进行真实记录功能以及在线提供参考等功能。
2.1 虚拟数控铣削加工系统建设功能
数控机床有着各式各样的分类，不同分类的机床有着不一样的控制面板与控
制功能。
目前可以进行调查的三轴数控铣床就与其他机床有着区分，首先，三轴
数控铣床是对使用者进行的程序构造思想进行建设，同时使用VC+工具进行初步
开发建设[4]，与此同时，虚拟数控铣削在对控制面板进行建设时，在按键、开关、灯光等构成部分方面都与现实的机床相类似，因此使用者可以通过计算机技术对
虚拟控制面板进行运作，同时也方便使用者对虚拟控制面板进行改造与补充。
2.2 NC代码的编程及更改功能
仿真加工系统会对NC代码提供编程功能，因此可以在编程页面对NC代码进
行手动的输入，同时使用者也能方便的对代码进行更改和调整，这样能够更加有
效地对代码进行核查，降低错误出现的几率。
不仅如此，NC代码被系统成功录
入后，需要将它改写为计算机技术容易进行储存和操作的数据格式，这也就意味
着要对NC代码进行进一步的修改。
2.3 对仿真加工过程实时进行真实记录功能
对仿真加工过程实时进行真实记录功能具有高灵活性，他能够通过对输入的
图形数据进行修改从而控制刀具工件的运作路径和效果。
仿真加工系统在加工过
程中如果出现了刀具工件之间的相互摩擦或干扰，就会向使用者发出提示和警告，使用者可以通过不一样的数据分辨出现的问题，与此同时，系统也能够实时进行
数据的采集和记录，在后台将这些数据进行上传，从而帮助使用者能够高效地对
加工过程进行核查和故障排查。
2.4 在线提供参考功能
在进行虚拟数控数控铣床进行运作时，仿真加工系统会对运作进行纤细的讲
解和说明，使用者可以通过计算机技术查阅控制面板的帮助页面对其进行了解，
而不需要通过翻阅说明手册等传统模式。
这样一来，使用者就通过参考功能极大
地缩短了学习运作的时间，从而快速的掌握运作方式，大幅提高了使用者的运作
效率。
结束语
在虚拟制造中，最为重要的关键环节就是虚拟数控铣削加工系统，这一系统
是是实现虚拟制造必不可少的核心。
当前，我国已经对虚拟制造技术进行进一步
的发展，达到了一个新阶段，然而对比国外的虚拟制造技术研究，仍然存在着需
要完善和提高的方面。
只有灵活地运用计算机技术，对虚拟制造技术和仿真加工
系统进行更深层次的发掘和发展，才能让虚拟数控铣削加工系统实现质的飞远，
发展到一个更高的平台。
参考文献:
[1]杨国哲,葛研军,王宛山.虚拟机床的建模研究[J].机械设计与制造,2002(3):53
一54.
[2]梁宏宝,钟诗胜,王知行.虚拟加工环境建造的关键技术研究[J].中国机械工
程,2001,(1 1):1250一1252.
[3]郑盛梓,桂贵生.虚拟数控加工过程的研究[J].江苏机械制造与自动
化,2000,(l):40一42
[4]吴齐,吴骏.虚拟数控技术[J].江南大学学报,2002,(3):12一16.。