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【推荐】数控加工仿真的概念分类方法及三维建模技术

2023-01-16 来源:内江机械信息网

不论数控加工程序采用手动编制还是计算机辅助编制,加工前都要进行工件的仿真加工。由于零件形状复杂多变,而且在刀具轨迹生成过程中一般不考虑具体机床结构和工件装夹方式,因此所生成的数控加工程序并不一定能够适合实际加工情况,同时加工环境的复杂性,在加工过程中很容易出现“过切”和“欠切”,甚至会出现刀具与工件及机床部件之间干涉和碰撞,因而在立式加工中心实际加工前都要进行加工仿真。下面为大家介绍数控加工仿真的概念、分类、方法及三维建模技术。

一、数控加工仿真的概念及分类

简单来说,数控加工仿真分为几何仿真和物理仿真两部分。几何仿真的主要目的是验证刀具路径的正确性,验证加工程序是否可行,并为物理仿真提供必要的切削几何信息,如材料去除量、切削速度、轴向切削深度等。物理仿真主要是力学仿真,它是虚拟立式加工中心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真实性。

二、数控加工仿真方法

在实际生产中一般可以用空运行和试切的方法对工件加工程序进行检验。但空运行只能对立式加工中心运动是否正确及有无干涉碰撞作粗略的估计,不够精确,而试切法,虽然精确,但其效率较低,成本较高,此外试切过程的安全性也得不到保障。

最好的方法是将数控加工仿真软件与CAD/CAM软件综合应用,将零件的二维或三维参数化设计、数控加工程序自动生成与立式中心的仿真加工有机结合,弥补CAD/CAM软件只能进行刀具路径仿真的不足,对于检验数控加工操作的正确性和数控加工程序的可行性,具有广泛的应用价值和现实意义。

三、数控仿真三维建模技术

当前的数控编程技术在曲面建模、轨迹规划、刀位计算等方面有了很大的进步,但是尚存在很大的局限性。计算机仿真及建模技术的发展使得对数控加工过程进行计算机仿真成为可能。

所谓数控加工仿真就是在计算机上采用三维图形技术对数控加工过程进行模拟仿真。

对于此种数控仿真的技术实现,一般有四种方案:基于VR技术、基于CAD(二次开发)、基于CAD几何平台、基于OpenGL。

数控仿真的功能模型:

从通常意义上讲,数控仿真系统一般具有如下几个模块:模拟面板及其相关代码解析、三维仿真模块、通信模块和数据库。

三维仿真模块作为主体,操作人员可以直观地观察器件的加工过程、刀具轨迹等。

仿真技术主要采取方案:

数控仿真技术以数控仿真系统为载体体现出来,OpenGL已其独特、广泛的优点而在学术、企业开发等领域广受欢迎。OpenGL的建模能力强、图形质量高,具有强大的三维表现能力、实时的三维仿真等特点。

数控仿真系统建立过程:需要建立一个三维造型基础库、建立体系基本框架、实现加工过程的动态仿真效果以及数控仿真动画的实现。

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