李建曉

（邢臺技師學(xué)院，邢臺 054000）

數(shù)控技術(shù)儼然成為有效推進我國工業(yè)化進程的基礎(chǔ)保障，并成為我國現(xiàn)代化工業(yè)必不可少的重要技術(shù)。為進一步確保數(shù)控加工過程中的科學(xué)性與合理性，往往需要在完成數(shù)控程序編制工作后，實行正確性檢驗工作，目的在于規(guī)避正式加工過程中因程序失誤或者操作失誤，造成的過切、欠切、碰撞等隱患問題。一般來說，在機床實際加工之前，利用計算機仿真技術(shù)實現(xiàn)數(shù)控加工過程中的模擬流程，基本上可以為數(shù)控程序的評估準(zhǔn)確性提供堅實基礎(chǔ)，防止實際加工因工序或者程度失誤而出現(xiàn)嚴(yán)重的隱患問題。

1 數(shù)控加工仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，數(shù)控加工仿真技術(shù)主要以幾何仿真為主要的核心技術(shù)。其中，數(shù)控代碼作為幾何仿真主要的驅(qū)動源，通過利用三維建模技術(shù)與過程仿真技術(shù)相結(jié)合的方式實施數(shù)控加工仿真技術(shù)流程。首先，生成刀具移動軌跡數(shù)據(jù)；其次，利用軌跡形狀與被加工的幾何體進行求交運算；再次，根據(jù)生產(chǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與加工后零件的相關(guān)參數(shù)，確定中間結(jié)果；最后，利用三維建模以及動畫技術(shù)將過程結(jié)果分別展現(xiàn)到計算機屏幕上面，實現(xiàn)預(yù)期的技術(shù)內(nèi)容[1]。根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，數(shù)控加工仿真技術(shù)主要分為以下幾種方式：

1.1 數(shù)控代碼處理技術(shù)

一般來說，計算機無法直接識別數(shù)控代碼，往往需要借助編譯器等設(shè)備對數(shù)控源程序完成轉(zhuǎn)換過程。根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗來看，數(shù)控源程序轉(zhuǎn)換往往多以計算機可以執(zhí)行的中間結(jié)果為主，并將其視為加工仿真的驅(qū)動源。因此可以說，數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控代碼編譯模塊可以作為實現(xiàn)數(shù)控代碼處理技術(shù)的關(guān)鍵保障。數(shù)控代碼編譯器可以根據(jù)執(zhí)行步驟的不同，將其分為數(shù)控代碼檢錯、數(shù)控代碼翻譯以及刀心軌跡計算等。操作人員需要結(jié)合實際情況進行合理選擇，確保數(shù)控加工仿真技術(shù)的應(yīng)用合理性。

1.2 三維建模技術(shù)

數(shù)控加工仿真技術(shù)基本上是以幾何模型的順利建立作為實現(xiàn)數(shù)控加工過程仿真的基礎(chǔ)條件。因建模方法存在較大差異，導(dǎo)致最終得到的仿真結(jié)果也具有較大不同。一般來說，數(shù)控加工仿真三維模型在具體建立方面，基本上以建立加工環(huán)境模型以及加工形體模型為主[2]。

其中，加工環(huán)境模型主要特點在于不隨著仿真過程的改變而變化，對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的要求較低，往往需要借助直接實體造型以及三維建模軟件組成。加工型體模型主要特點在于加工過程隨著刀具的運動而運動，狀態(tài)處于不斷變化過程中。

1.3 動畫仿真技術(shù)

動畫仿真過程的實現(xiàn)是數(shù)控加工仿真過程的主要技術(shù)。可以說，仿真效果將會對仿真結(jié)果的好與壞產(chǎn)生直接影響。一般來說，動畫仿真過程多以刀具運動軌跡以及材料去除等兩個過程為主要的仿真對象。其中，加工過程動畫仿真是實現(xiàn)動畫技術(shù)的重點內(nèi)容，必須予以重點處理。另外，計算機實現(xiàn)動畫的方式多種，仿真系統(tǒng)往往需要采用幀動畫或者雙緩存技術(shù)等方式，實現(xiàn)加工過程中的動態(tài)仿真技術(shù)內(nèi)容[3]。

1.4 碰撞干涉檢測技術(shù)

碰撞干涉檢測技術(shù)屬于數(shù)控加工仿真實現(xiàn)的重要內(nèi)容之一。一般來說，數(shù)控加工仿真往往以三維空間碰撞干涉檢測技術(shù)為主?；谌S空間下，動態(tài)碰撞檢測技術(shù)需要基于圖象空間的碰撞檢測或者基于物體空間的碰撞檢測進行深入分析。其中，基于圖象空間碰撞檢測的三維模型主要以二維平面作為主要的投影，并利用深度緩存等方式進行合理計算，目的在于判斷碰撞是否真實發(fā)生?；谖矬w空間碰撞檢測的三維模型主要利用幾何特征進行計算，根據(jù)最終得出的求交結(jié)果準(zhǔn)確判斷是否存在碰撞干涉情況。

2 數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展與展望

首先，仿真過程實現(xiàn)真實化與準(zhǔn)確化。隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，物理仿真技術(shù)涉及到的切屑、切削力以及零件加工等方面的因素將會集中到仿真系統(tǒng)當(dāng)中，確保幾何仿真與物理仿真合理結(jié)合，更加準(zhǔn)確地顯示數(shù)控加工過程[4]。

其次，仿真過程實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化要求。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及信息化技術(shù)全面實踐于數(shù)控加工仿真過程中，可以進一步促進數(shù)控仿真系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與信息交互等功能，實現(xiàn)系統(tǒng)間的無縫對接。并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠程在線編程、在線控制等要求。

最后，仿真過程實現(xiàn)智能化發(fā)展。仿真系統(tǒng)可以積極與智能化技術(shù)結(jié)合，如人工智能、云計算等技術(shù)進行并行處理，實現(xiàn)智能化發(fā)展過程。

3 結(jié)束語

雖然從某種程度上來說，數(shù)控加工仿真技術(shù)取得了較大的突破與發(fā)展前景，并在加工效率與生產(chǎn)效率方面取得較大進步，為工業(yè)生產(chǎn)提供了一定指導(dǎo)作用，但是隨著數(shù)控加工精度與加工效率要求的不斷提高，數(shù)控程序?qū)兊酶臃爆嵟c復(fù)雜。針對于此，相關(guān)研究人員不可坐以待斃、止步不前，應(yīng)該結(jié)合數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢，進一步優(yōu)化與完善數(shù)控加工仿真技術(shù)內(nèi)容，加強相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，從根本上促進我國數(shù)控加工仿真技術(shù)的發(fā)展進程。