数控插补仿真系统开发

1、数控插补仿真系统开发当今，在NC程序自动检查中，主要研究方向是数控加工图形仿真。数控仿真对加工过程仿真模拟演示，可以检验数控程序的正确性和合理性，大大降低工艺试切法的高成本和高消耗，大大缩短新产品开发周期。1国内数控外仿真加工研究概况国外很早就对仿真加工有研究，Kawabe等人最早利用刀具轨迹，采用逐点比较法形成插补器获取刀具加工零件框架图。但是目前研究向三维实体仿真发展，如：Aderson研究了三维碰撞检验算法，K.K.Wang研究了布尔运算的NC检验系统等。目前，国外，数控仿真系统已经发展到实用化，商品化的阶段。如PTC公司的Pro/E软件在数控加工上提供多重走刀方法，对选择加工路径。刀具

2、，毛坯，测量，通用后置处理都有很强的功能。国内这一领域开展较晚，但目前在仿真系统开发也取得很大的进展。CAXA是我国本土的软件，主要面向中小型企业，而且实用性较强，能实现CAD/CAM勺集成，能形成NC代码。2数控系统仿真的发展现状与存在的问题2.1 数控系统仿真的发展现状为确保数控程序的正确性，在生产中常采用易切削的材料代替工件进行试切，检验加工指令，也有采用轨迹显示法。但这些方法费工费料，使生产成本上升，增加了生产周期。为此，人们直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真

3、实感等方向发展。从试制环境的模型特点来看，目前NC切削过程仿真分几何仿真和力学仿真两个方面。几何仿真不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的影响，只仿真刀具工件几何体的运动，以验证NC程序的正确性，可以减少或消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具破坏或刀具折断、零件报废等问题；同时可以减少从产品设计到制造的时间，降低生产成本。切削过程的力学仿真属于物理仿真范畴，它通过仿真切削过程的动态力学特性来预测刀具破损、刀具振动、控制切削参数从而达到优化切削过程的目的。2.2 数控仿真存在的问题目前进行的数控插补仿真，主要存在以下两种情况。一种是从研究金属切削的角度出发，研究其切削机理，供生产设计与研究应用。

4、另一种是将加工过程仿真作为系统的一部分，重点在于构造完整的虚拟仿真系统。但这两种方式的仿真方法相同，即对机械加工工艺系统建立连续变化的模型，然后利用数学离散方法将连续模型离散为断续点，通过分析这些离散点的物理因素变化情况来仿真加工过程。仿真手段限制仿真系统的发展，仿真技术的发展与计算机技术紧密相连。目前应用C+吾言及面向对象的方法(OOP开发仿真系统已成为发展潮流。以上问题已引起研究人员的重视，今后的仿真制造系统将朝着快速运行、加工方面向多种式，更加符合实际情况的方向发展。3数控插补仿真系统的开发3.1系统的设计原则为了缩短零件从加工到设计的开发周期，提高加工质量，本系统在设计时遵守以下原则：

5、一是实用性：即设计的仿真系统应具有实际的应用前景。二是可靠性：即系统能够准确的模拟数控系统的插补过程，仿真结果可靠。三是可移植性：系统采用标准的编程语言和图形软件进行编码实现，尽量减少对硬件的依赖性。3.2仿真模块总体流程在开发数控加工仿真系统前，首先考虑的问题是需要分析该软件的数据流程。以车削为例，根据数控车削中心的加工特点，得到其总体数据流程图，如图lo其中刀具数据提供诸如刀号、刀补数据。刀补在寄存器中的地址信息等；NC代码编制准则为数控车床的指令编制准则，包括加工代码和加工数据的格式和大小范围等信息；编制NC文件为在计算机上编制纯文本文件，内容为NC代码程序；可识别的中间数据指读取NC文件中的数据后，将其转化成为可用于仿真运行的具有一定格式的数据文件。3.3仿真系统的开发步骤根据数控车床加工工件的成型原理，研究车削仿真加工的流程及工件毛坯的模型设计，基于VB开发二维数控仿真系统开发步骤。建立刀具类，并能使之图形化。2）建立毛坯类。并能使之图形化。讨论NC代码的处理，给出NC代码的编译、输入、解释、编译、修改与确认的方法及其与其仿真系统的集成方式。4）分析动态图形显示方法，确定采用交互能力强的实时动画方式来模拟加工过程。5）制定图形显示过程中的刀具轨迹直线插补与圆弧插补代码，制作插补器。6）视