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1、基于网络的数控加工仿真技术第21卷第2期.江西电力职业技术学院Vo1.21,No.22008年6月JournalofJiangxiVocationalandTechnicalCollegeofElectricityJun.2008基于网络的数控加工仿真技术黄文华,袁罡(江西电力职业技术学院,江西南昌330032)摘要:目前的数控加工仿真程序都是仿真本地数据代码,限制了仿真技术对异地数控加工代码的仿真,而模拟仿真加工不能真实地反映出实际加工中存在的问题.针对此,提出建立基于网络的数控加工仿真系统,建立了切削过程中的刀具磨损力学仿真模型,并通过实例
2、进行了验证.关键词:网络;几何仿真;物理仿真;刀具磨损中图分类号:TG519.1文献标识码:A文章编号:1673—0097(2008)02—0064—030概述我国数控加工中普遍存在采用空车运转和软材料试切的现状,但仍然不能避免编程和控制稍有失误就造成零件几何尺寸的偏差及设备和质量事故,导致往往不敢使用数控机床.应用网络技术,可以跨空间,跨地域地利用外来资源解决企业内部这一难题.而走刀轨迹的网络化验证作为其中的一部分,向企业提供了检测数控编程正确性的新模式,实现数控加工运动轨迹仿真,解决"不敢用"的问题,激活企业现有的一批数控机床,提高其使用率
3、.制造企业尤其是中小型企业,通过使用数控加工仿真系统,可以对数控程序进行检查,减少因试切所耗费的时间,提高企业生产率.数控加工过程仿真通过对机床一工件一刀具构成的工艺系统中的各种加工信息的有效预测与优化,为实际加工过程的智能化实现创造了有利条件,同时它也是研究加工过程的重要手段.目前数控加工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.它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
4、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.本文阐述在网络环境下的远程控制数控车床加工仿真技术模型的建立及工件在加工过程中刀具磨损力学模型的建立和实现.1网络模型的建立目前的数控加工仿真程序都是仿真本地数据代码,限制了仿真和加工的及时性.其次现有的很多数控加工仿真软件庞大复杂(依附于大型商业化CAD/CAM软件),使用不便,操作人员必须要有较高的专业数控加工知识.传统的仿真方法对异地数控加工代码的仿真和真实加工存在不连贯性.基于网络的数
5、控加工仿真是在传统计算机图形模拟数控机床加工过程的基础上结合网络技术以最大限度地发挥数控机床快速,便捷的能力,减少因交互所耗费的时间,提高企业生产率.基于网络的数控加工仿真系统,一方面可以解决上述问题,另一方面实现远程代码的维护,开发和仿真也为远程设计加工提供了手段,并且为过程控制的远程化奠定基础.在网络化制造模式下,需要加工设备具有和网络进行交互的功能,以实现远程的监视和控制.在这种背景下,本文提出了以客户/服务器模式(见图1)为基础,以数控车床仿真加工为对象的远程仿真监控系统模式,来模拟实际数控机床加工的远程监控过程.建立了远程仿真监控系统
6、的体系结构模型,设计了客户端和服务器的功能模块和界面,并取得了很好的远程仿真监控效果.工作时,客户端直接向服务器发出仿真命令,服务器根据应用层协议对命令解释后执行相应的动作,从而实现点到点的直接控制,很好地满足了监控仿真的实日寸.1生要求.在服务器端有四个主要的模块:通讯管理模块,NC代码解释模块,插补模块,仿真加工模块.通讯管理模块是主要模块,其功能:(1)负责系统的网络通讯,接收从客户端传来的加工代码和控制信息,显示客户的相关信息;(2)把加工代码传送到NC代码解释模块,从中提取仿真加工的零件信息后,把这些信息送到插补模块,进行插补运算;(
7、3)根据插补运算结果,调用仿真加工模块进行铣削的收稿日期:2008—04—17作者简介:黄文华(1974一),男,湖北天门人,硕士研究生,助教.第2期黄文华,袁罡:基于网络的数控加工仿真技术65通信状信息态管输显理入刀模模模块块块远程客户端f…t,-ntrf数控机床仿真系统通差笺信代璞管码补理解模模块块块L一…堕:里曼……一j图1基于网络的仿真系统加工仿真,同时把采集到的状态监控信息向客户端发送.2/jn-r仿真过程技术分析及刀具磨损模型的建立2.1几何仿真几何仿真技术的发展是随着几何建模技术的发展而发展的,包括定性图形显示和定量干涉验证两方面
8、.目前常用的方法有直接实体造型法,基于图像空间的方法和离散矢量求交法.总体来说,基于实体造型的方法中几何模型的表达与实际加工过程相一致,使得仿真的最终
