数控加工仿真技术的研究现状

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数控加工工艺的的发展及现状上世纪40年代，为适应复杂外形零件的加工，一种自动化加工技术-数控加工技术应运而生，它的研究起源于飞机制造业的发展。自1952年，世界上出现第一台三坐标数控机床以来，实现了空间连续曲面的加工，为数控加工技术的发展拉开了帷幕，并引发了各国对数控加工技术研究的关注。自20世纪70年代起，日本便投入大量精力对数控加工技术进行研究与开发，取得丰硕成果的同时也获得了巨大的经济效益。随着国际市场日益的竞争环境，近几年来，许多工业发达的国家也纷纷投入巨资进行数控加工技术的发展研究，获得了较好的成果¬¬¬¬[1]。51274

在我国，自“七五”以来，数控加工技术也取得了巨大的成果。针对数控加工工艺设计方面，我国的技术专研人员从零件的获取、输入、表达出发到其总体研究方案的设计，展开了大量的研究。目前，在刀路轨迹、刀位仿真、曲面造型、干涉检查等方面取得了较为显著的成效。我国还自主研发了许多软件系统，有些已接近国际先进水品。目前已投入市场使用，并对实际生产产生了巨大的影响。

数控加工仿真技术的研究现状

飞速发展的现代科学技术与竞争日益激烈的制造业，使各国在虚拟数控加工技术研究上开展了激烈的竞争。自20世纪80年代开始，国外各高校及许多科研单位在数控仿真技术方面投入了大量的精力进行研究。数控仿真渐渐的由几何仿真走向集几何仿真与物理过程为一体的加工过程虚拟仿真，并开发了基于数值模拟与分析来预测刀具、工件物理属性的原型软件，也取得了丰硕的研究成果。

国外的数控仿真技术经过多年的发展已经形成了商品化软件，如:在日本，由Sony公司研制开发的FREDAM系统，可以实现空间自由曲面的三维仿真，同时可以进行碰撞与干涉检测。在英国，由Delcam公司研制开发的产品PowerMILL,不仅可以实现五轴联动的三维加工实体切削过程仿真，而且还可以实现数控加工机床动作过程仿真，动态模拟在数控机床加工过程中机床各机构与各轴之间的相对运动关系，仿真软件可以支持2个旋转工作台、摆刀轴、旋转工作台与摆刀轴的组合;由美国CGTech公司研制开发的VERICUT虚拟数控仿真软件，不仅可以实现多轴的仿真加工过程，还大大增强了切削过程中的状态分析功能[2]。

此外，国外一些知名的CAD/CAM软件也同时具备数控加工过程仿真的能力。如:由美国的UGS公司研制开发的UG软件，是集CAD/CAE/CAM为一体的多功能软件。基于UG-CAM，可以实现数控加工过程中精确刀路轨迹的生成，用户还可以通过观察刀具运动图形来对刀路轨迹进行编辑。UG所自带的后处理可实现NC程序的生成，论文网其后处理也支持多种数控机床的驱动。由美国的PTC公司开发的Pro/E软件，它也是集成CAD/CAE/CAM的大型软件。发展至今已经过十几年的历史，渐渐的成为当今世界上最优秀的三维建模软件之一，它实现了产品由设计到生产加工的全过程。Pro/E在实际加工过程中可以将产品设计、制造与分析有机集合在一起，可以使企业对复杂多变的现代市场产品快速作出反应，极大地提升了企业在市场竞争中的优势。在以色列研制开发的Cimatron软件也是一款CAD/CAM软件源`自*751~文·论^文`网[www.751com.cn，它在数控加工技术方面一直位于世界前列，它智能化的NC加工特征，在工业界得到了普遍的认可。它可以精确的计算出在曲面和实体的混合模型上的安全刀路轨迹，而且它的走刀路径可以沿着残留量较小的方向寻找最为合适的加工路线，极大的优化了刀路轨迹，确保在制造过程中无欠切与过切现象发生。由美国CNC Software公司研制开发的MasterCAM仿真加工软件，它具有自动过切保护、对连续曲面进行加工和刀路轨迹优化等功能，可以自动计算仿真加工所需要时间并进行刀路轨迹的虚拟切削加工仿真。