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数控加工的虚拟仿真可视化应用

发布时间:2022-12-02

编辑人:灵图互动

阅读量:319

在虚拟制造环境中,数控加工虚拟仿真可视化为产品设计可制造性分析提供关键数据。在实际数控加工过程中,为了校验数控代码的正确性,需要进行反复试切直至确认数控代码能够完成预定的加工任务,同时数控加工参数也需要反复调试。这些操作不仅效率低下,占用了机器资源,而且有可能引起刀具碰撞而造成经济损失。数控加工虚拟仿真可视化系统,通过对数控机床建模,进而仿真数控加工过程,能节省资源并避免风险。数控加工虚拟仿真可视化对机床建模和加工过程仿真的好处,还体现在通过真实地模拟机床及加工过程的行为来快速地对机床操作人员进行培训,也可帮助机床制造商向潜在的远程客户逼真演示其产品。另外,数控加工虚拟仿真可视化可以产生加工过程关键数据,如总体加工时间、刀具轨迹长度、刀具空程运行时间等。数控加工虚拟仿真可视化被用来进行虚拟制造中加工方案评估、产品可加工性分析和产品可制造性分析。

数控加工虚拟仿真可视化主要包括两个部分:数控机床建模和切削过程仿真。数控机床模型主要有机床部件、加工零件、刀具及夹具等构成。软件部分则由虚拟仿真可视化系统构成。切削是一个机床接受数控代码并驱动机床运动加工零件的过程。在这里,对数控机床建模,即建立虚拟数控机床,是数控加工虚拟仿真可视化的关键。

数控加工虚拟仿真可视化

虚拟加工环境:虚拟加工环境由机床、工件、刀具和夹具构成,采用数控加工虚拟仿真可视化系统对机床、夹具、刀具和工件进行特征造型。

虚拟加工过程:数控加工虚拟仿真可视化包括几何仿真和物理仿真两部分。数控加工虚拟仿真可视化的几何仿真将刀具与零件视为刚体,不考虑切削参数、切削力及其他因素对切削加工的影响,只是对数控程序进行翻译,产生刀具位置数据,并以此数据驱动机床运动部件和刀架运动,刀具对工件进行虚拟切削,同时检查是否有碰撞、干涉。数控加工虚拟仿真可视化的物理仿真包括加工精度分析、切削过程的热变形、切削力作用下的系统弹性变形以及机床的动态和静态分析等。

对于型面十分复杂、带有多处圆滑过渡及圆弧面的模具来说,采用传统的模具设计和仿形加工难以满足生产要求。在国内虚拟机床技术研究的基础上,对数控加工虚拟仿真可视化进行了研究,总结出一套数控加工虚拟仿真可视化的初步实施方案。

数控加工虚拟仿真可视化的仿真模块

数控加工虚拟仿真可视化的仿真模块包含数控代码效验、仿真环境建立、加工过程仿真,以及渲染与图形输出。数控加工虚拟仿真可视化的仿真环境建立包含刀具设计与毛坯设置。数控加工虚拟仿真可视化的加工过程仿真包含参数显示、加工测试、连续加工。数控加工虚拟仿真可视化的渲染与图形输出包含图形变换、渲染设备、模型显示。

数控加工虚拟仿真可视化的虚拟加工过程仿真将描述加工过程的解析模型与工件和机床的实体模型结合,可构造虚拟加工过程。数控加工虚拟仿真可视化的加工解析模型,可以表达加工过程的几何形状。因此,给定设计好的零件、所用机床及零件的工艺过程,可对加工的工艺规程进行验证。

数控加工虚拟仿真可视化的虚拟加工过程仿真

虚拟制造仿真技术在制造技术方面属于较前沿的研究方向,有众多的研究课题和面临许多客观障碍,如各种专业人员之间的相互协调合作的问题以及对虚拟制造仿真技术层次的认识问题。人类对基于图像、声音等感官信息的理解能力远远大于数字和文字等抽象信息的理解能力。所以,结合虚拟现实技术的计算机仿真能极大地改善仿真的运行效果,使模型的建立与验证更加方便。同时还能进一步提高传统仿真的功能,为人们的各种设想提供验证和分析的工具.所以说,虚拟现实技术在一定程度上是对计算机仿真的扩充和加强,是计算机仿真的新的发展方向。


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