虚拟数控铣削加工系统的研究

虚拟数控车削加工系统探讨虚拟数控车削加工系统是一种通过计算机软件模拟现实车削加工的方法。

它可以在计算机中对复杂的加工路径进行分析和优化，从而实现高效的加工，并且可以减少因为误差和缺陷造成的损失。

当前，虚拟数控车削加工系统是先进的制造业技术之一。

它可通过模拟机床和模拟工件进行加工模拟，以实现加工道具的计算、切割轨迹优化等，并可以通过三维CAD电路图来实现图形式的操作界面。

虚拟数控车削加工系统优势包括：1. 减少设备停机时间。

传统的加工方式需要中途换刀和对加工道具进行调整，而虚拟加工可以在计算机中进行预先模拟和优化，从而可以在实际加工操作中减少停机时间。

2. 提高加工精度。

虚拟加工可以去除机床等加工设备的误差，从而提高加工精度。

3. 实现快速生产。

虚拟加工可以进行高效的准确计算并实现快速加工，如比较复杂的三维加工，可以借助虚拟加工进行快速生产。

4. 节约成本。

虚拟加工减少了机床等加工设备的运行成本和人工成本，并且不需要生产原材料和成品加工过程中的废品，从而实现产品的低成本生产。

5. 提高产能。

虚拟加工可以在计算机中模拟代工零件加工过程，因此可以提高设备处理能力，实现生产效率和产能的提高。

虚拟数控车削加工系统在使用过程中也有许多值得注意的问题。

例如，技术依赖性高，需要进行技术培训才能掌握；很多情况下需要在计算机上进行模拟加工，在物理过程中尚不能代表现实情况；因此，人员在模拟加工时应谨慎操作，以避免出现质量问题等。

在虚拟数控车削加工系统的应用中，合理安排生产辅助系统可以有效提高虚拟制造的实效和生产效率。

例如，可以配合机床自动换刀的机制，实现可靠的工艺自动化；同时，也可以利用虚拟加工与机器人控制系统相结合，实现加工成品的自动选择、装载与卸载，从而实现自动化生产。

总之，虚拟数控车削加工系统是一种快速生产、提高精度、降低成本和提高产能的先进技术，但也需要在使用和实践中掌握技术点，根据需求合理安排生产和辅助系统才能发挥出其最大作用。

数控机床论文范文关于数控机床论文浅谈虚拟数控机床技术摘要：本文从虚拟数控机床技术的发展状况及应用方面介绍了虚拟数控机床技术。

对虚拟数控机床技术的应用作了较为详尽的分析。

关键词：虚拟数控机床虚拟现实虚拟制造仿真随着科学技术的迅猛发展，虚拟现实技术成了近几年来国内外科技界关注的一个热点，它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域。

目前，虚拟现实技术已应用于航空航天、医学实习、军事训练、建筑设计、教育培训等众多领域，虚拟数控机床技术就是随着虚拟现实技术的发展而产生的，它为虚拟制造建立了一个真实的加工环境，在计算机屏幕上实现加工过程的仿真，以增强制造过程的各级决策与控制能力，优化制造过程，现在这项技术得到了广泛的应用。

一、虚拟现实技术简述虚拟现实技术，简单地说，就是借助于计算机技术，实现可以通过视、听、触等手段所感受到的虚拟幻境。

它作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。

二、虚拟制造技术虚拟制造技术是以虚拟现实技术为基础，对真实制造过程的动态模拟、仿真，是在计算机上制造产品，经过模拟仿真对产品外形设计、布局设计、加工及装配过程达到优化产品的设计及工艺过程、优化制造环境配置和生产供给计划、优化制造过程并改进制造系统的目的，用来改善各个层次的决策和控制。

虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。

在产品真正制出之前，在虚拟制造环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。

三、虚拟数控机床技术虚拟机床VMT(VirtualMachine Tool)是实际机床产品的计算机仿真模型，也称为机床的虚拟样机，可以用来像真实的机床一样进行演示、分析和测试。

虚拟制造机床系统能够提供加工过程中的关键数据，如优化后的切削参数、总的加工时间等，通过它们可以评价加工策略的优劣并改进加工方案：能够进一步对加工程序进行优化，缩短切削加工过程中的空行程走刀时间和调整复杂曲面不同位置的加工进给率。

五轴数控铣床软PLC控制系统研究1. 引言1.1 背景介绍五轴数控铣床软PLC控制系统是当前制造业中广泛应用的一种先进控制技术。

随着制造业的发展和对高精度、高效率加工需求的不断提升，五轴数控铣床软PLC控制系统的研究和应用越来越受到重视。

传统的数控铣床由于存在编程复杂、运行效率低等问题，已经不能满足现代制造业的需求。

对五轴数控铣床软PLC控制系统进行深入研究和优化改进，对提高加工精度和效率具有重要意义。

随着科技的不断发展，软PLC控制技术已经成为控制系统中的重要组成部分，其具有编程灵活、易于扩展、性能稳定等优点。

将软PLC技术应用于五轴数控铣床控制系统中，可以有效提高系统的可靠性和稳定性，实现更加精细化的加工。

通过对五轴数控铣床软PLC控制系统的研究，可以为制造业的发展提供技术支持和创新思路，推动我国制造业向高端制造迈进。

【背景介绍】1.2 研究目的本研究旨在探究五轴数控铣床软PLC控制系统的设计原理和实验验证，通过对其概述、设计原理和实验验证的研究，为优化改进方向提供理论基础和技术支持。

通过对系统的应用展望，为未来五轴数控铣床软PLC控制系统在各个领域的应用提供参考。

研究目的是为了深入了解五轴数控铣床软PLC控制系统，提高系统的稳定性和精准度，进一步推动数控技术的发展。

通过本研究，可以为相关领域的研究人员和工程师提供技术参考和实践经验，推动五轴数控铣床软PLC控制系统在工业生产中的广泛应用。

通过本研究的成果总结和存在问题分析，可以为未来研究提供方向和参考，为五轴数控铣床软PLC控制系统的进一步优化提供指导。

通过未来展望，可以为该领域的发展规划提供参考和启示。

1.3 研究意义五轴数控铣床软PLC控制系统是当前制造行业中广泛应用的一种先进控制技术，其具有精度高、效率高、稳定性好等优点。

本研究旨在探讨五轴数控铣床软PLC控制系统的设计原理和实验验证，为提高加工精度和效率提供技术支持。

研究意义主要体现在以下几个方面：五轴数控铣床软PLC控制系统的研究可以帮助企业提高生产效率，降低生产成本，提升产品质量，增强竞争力。

基于VERICUT的虚拟机床建模及应用丁科;邓奕;宁立伟【摘要】VERICUT是一款既能对数控机床加工仿真又能进行程序优化的软件,可预防加工程序错误、机床碰撞、提升切削效率.为研究虚拟加工过程,通过UG对MV610加工中心进行虚拟建模,在VERI-CUT软件上进行虚拟机床的组建,阐述了仿真机床建立的过程和方法,通过实例论述了在VERICUT平台上进行虚拟机床建模的过程,通过在虚拟平台上的加工,成功对零件的加工过程进行碰撞检验.【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(026)002【总页数】5页(P24-28)【关键词】虚拟机床;建模;仿真;VERICUT【作者】丁科;邓奕;宁立伟【作者单位】湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101;湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101;湖南工程学院机械工程学院,湘潭411101【正文语种】中文【中图分类】TH122随着制造业的发展，在产品的生产过程中企业对各类零件的精度要求不断提高，同时对缩短产品生产周期方面的要求也越来越高.一般来说，借助CAM软件自动完成的刀具路径经后置处理后，所导出生成的数控程序也会因零件的精度提高、现状复杂而变得复杂化[1].虚拟机床是为虚拟制造建立一个真实的加工环境，它通过对产品整个加工过程的仿真，通过计算机以虚拟加工的方式仿真和评估各加工过程对产品质量的影响，有效地控制产品的生产制造成本.VERICUT是一款基于Windows操作平台计算机上的先进专用数控加工仿真软件，它可以进行刀具路径的仿真和优化以及机床运动仿真.VERICUT可以进行数控车、数控铣、加工中心、数控线切割和多轴机床的数控加工仿真，包括加工编程的刀具运动轨迹、工件过切情况和刀、夹具运动干涉等错误，可以直接代替实际加工过程中试切的工作[2].本文通过UG软件，对实验室MV610加工中心进行建模，将建立好的机床模型导入VERICUT软件，对某零件进行数控加工仿真.虚拟机床的建模过程分为几何实体建模和运动学建模.如图1所示，为运用VERICUT软件进行MV610加工中心虚拟仿真环境的建立和实现仿真功能的过程.几何模型是构建虚拟数控机床三维特征的基本元素，反应了机床部件的形状位置特征.机床模型建立按照以下顺序进行.(1)把机床的几何模型分解为底座、鞍座、工作台、床身、立柱、主轴、刀库等主要部件模型，确定MV610加工中心各主要部件的实际尺寸和部件在初始位置时各部件之间的相对位置数据.(2)构建机床各主要部件的三维模型.本文是运用UG/NX软件完成的，然后将各运动组件输出为STL或IGES格式以便于在VERICUT中调用.(3)完成夹具的建模.夹具建模的主要作用一方面反映毛坯在夹具中的装夹位置和状态，另一方面是用来检测夹具和机床运动部件之间的干涉、碰撞.夹具的各个部件也是在UG/NX中进行建模并装配，装配后的文件保存成STL或IGES格式，仿真加工时导入各夹具体.(4)虚拟机床几何模块的导入.在机床组件树中分别导入Y轴、X轴、Z轴、主轴以及刀库模型的“STL格式”.BASE模型文件如图2所示，X、Y、Z轴模型文件分别如图3、图4、图5所示.(5)刀具系统的建模.VERCIUT的刀具管理模块可以实现刀具几何参数和加工参数的定义，实现对刀具库的各项数据库操作功能，并保存在刀具库文件中.在VERICUT 刀具管理器中完成刀具库的建模.根据实际加工要求，建立符合加工工艺的刀具库，刀库中每把刀具的刀号、类型与实际刀具相同.刀具信息包括切削部分、刀杆和刀具夹持部分，刀具建模设置切削部分的具体形状参数和刀杆和刀具夹持部分的形状及相应尺寸，并可通过坐标调整来确定其在机床上的安装位置.刀具模型图如图6所示.(6)完成MV610加工中心的整体装配.机床的整体装配反映的是各部间的运动副关系，组合关系和相对位置关系.根据部件之间的装配顺序和位置关系在UG/NX完成机床的整体装配，装配时注意机床的各部件所处的位置要与实际机床初始的位置一致.完成整体装配后的机床如图7所示.虚拟机床运动建模的关键技术就是分析数控机床各部件之间的运动关系，由运动关系建立相应的机床组件树.分析时要抓住两条主要的传动关系链:一个是“机床床身”→“毛坯”传动链，一个是“机床床身”→“刀具”传动链.这两条传动链构成了数控机床的基本运动关系.以MV610加工中心为例，观察机床的实际运动特点，得出其两大传动链关系.(1)毛坯→夹具→X轴→Y轴→机床床身(2)刀具→刀库→机床床身↓主轴→Z轴→机床床身在VERICUT系统中建立MV610加工中心组件树模型如图8所示.机床组件树只是完成了数控机床的运动模型，还不具备真正的仿真功能，还需要向各组件添加三维模型并装配生成整个机床的空间三维立体模型，以反映出真实机床的几何外形特征，并能利用三维模型实现机床部件的干涉碰撞检测.按照毛坯→夹具→X轴→Y轴→机床床身；刀具→刀库→机床床身↓主轴→Z轴→机床床身的顺序，依次导入之前由UG/NX导出的各部件STL文件，并设定好各部件坐标系之间的相对位置关系，经过适当的组建移动、旋转完成MV610加工中心机床的组建.在进行数控铣削工艺分析时，主要从两个方面考虑：效率、精度.理论上的加工工艺必须达到图样的要求之外，还需要能够充分发挥数控机床的功能价值.(1)分析图纸.图9为某待加工的零件.分析图上尺寸精度，几乎所有表面均可在数控铣床上完成加工.依据产品生产数量的不同和材料的利用效率，确定工艺方案：利用机夹虎钳两次装夹，一次装夹铣六方至尺寸139×99mm，二次装夹完成工件表面、各凸台、槽、曲面和型腔的铣削加工，至图纸要求.(2)确定数控机床和数控系统.(3)工件的安装和夹具的确定.(4)工件材料的选择及该材料的切削加工性能特点.2.2 利用MASTERCAM软件完成对指定工件的仿真(1)用Φ18的面铣刀完成对毛坯的表面铣削加工.(2)挖槽加工.(3)粗加工上表面各轮廓型腔.依次完成毛坯的表面铣削→挖槽→上表面型腔的粗加工→圆角处的精加工→曲面的精加工→Φ12孔、Φ10孔的加工，MASTERCAM完成零件的加工后，选择所有的刀具路径如图10所示，再单击生成程序工具按钮，按照软件自带的提示完成NC程序的自动生成.在项目树中通过选择毛坯、添加模型、设定长宽高为142×102×27mm的方块毛坯，并将毛坯移动到合适位置，生成模型文件.选择已导出的零件“STL”文件，完成零件的添加，项目树中零件模型如图11所示.选择“数控程序”，依次添加平面铣、挖槽、型腔粗加工、圆角精加工-1、圆角精加工-2、曲面精加工、钻-1、钻-2、钻-3的NC程序如图12所示.选择、添加刀具文件MV-610tls完成刀具导入，确定刀具偏置值并置于寄存器中，完成刀具各项参数设定，实现机床G54工件坐标系的创建和刀具的对刀过程[5].打开VERICUT软件，重新加载MV610加工中心机床文件、刀具库文件、数控程序，完成机床的坐标系设定和对刀.在仿真加工前可通过“项目”→“手工数据输入”来检验机床参数设定是否安全如图13.在“手动进给运动”选择Z轴，依次输入G00Z50；G00Z28；G01Z27；G01Z0程序段，完成本文中MV610虚拟加工中心仿真前的机床校验，进行零件的仿真加工，仿真加工结果如图14所示.本文主要通过对MV610加工中心虚拟机床的建模过程、模型的导出、整个机床的组建以及数控系统的配置、机床初始化参数的设定等方面的描述，介绍了基于VERICUT的虚拟机床建模的一个大致过程.并在这个基础上通过实例对VERICUT构建的虚拟机床做了简单应用，围绕零件的工艺分析、刀具的选择、NC程序的生产以及零件、刀具、程序的导入，介绍了在VERICUT平台上进行虚拟机床建。

基于虚拟仿真技术与实际操作相结合的数控加工实验教学设计1 引言2017年，教育部发布关于建设示范性虚拟仿真实验教学项目系列文件，以支撑高等教育教学质量的全面提高。

实践教学是高校人才培养的重要环节，而数控技术课程是机械专业学生能力培养的重要课程之一，因其具有集理论性、专业性、技术性和实践性于一体的特点，对培养学生的创新能力、独立实践能力和团队精神，以胜任机电行业及相关领域工作起到重要作用。

由于数控机床设备昂贵、实验学生人数较多、实验设备和空间不足、学生缺乏操作经验可能导致设备损坏或者造成危险等原因，使实验教学效果受到影响。

为切实提高教学效果，将开放实验教学和创新能力培养相结合，以培养学生知识能力为目标，把激发学生的学习兴趣和潜能作为教育教学改革的出发点和着力点，推动本科实验教学从“教得好”向“学得好”转变，从教师中心向学生中心转变，全面提高学生专业能力和综合素养。

2 开放式数控加工虚拟仿真实验教学体系数控加工实验教学依托于数字化设计与制造国家级虚拟仿真实验教学中心，该中心下设多个实验室，拥有多台FANUC和西门子数控拟真机，可为实验教学提供硬件基础。

通过开放实验、项目驱动、虚实结合，不仅可使学生更深入了解机床结构、工作原理、控制运动方式，掌握数控加工工艺、数控编程、数控加工操作等方面的知识和技能，还可解决传统数控实验教学过程中实验教学方式单一、实验受时间和空间限制等问题。

2.1 科学设置多层次实验教学项目依据实验教学大纲，以项目驱动为导向设置多层次的实验教学项目，以完成一个具体的项目为线索，把教学内容隐含在每一个项目中，使学生自己提出问题、思考问题、解决问题，从而培养其综合创新能力、创新意识及自主学习习惯。

教学设置了基础性、综合性、创新性三个层次实验项目。

（1）基础应用层次实验项目学生通过基础应用层实验项目训练，掌握数控编程实验操作的基本技能和方法。

（2）综合性层次实验在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上，学生能够根据实验项目要求，自行查阅文献，自行设计实验工艺方案，完成规定零件的加工任务，满足加工质量要求。

数控机械加工技术应用现状与优化措施研究摘要：本文旨在分析数控机械加工技术的应用现状，并提出相关优化措施。

本文首先介绍了数控机械加工技术的基本原理和发展历程；紧接着，通过对当前数控机械加工技术应用的调研和评估，发现其存在一些问题和局限性；在最后，本文提出了一些优化措施以提高数控机械加工技术的效率和精度，并且对未来进行了展望。

关键词：数控机械加工技术；应用现状；优化措施一、引言数控机械加工技术作为现代制造业中的重要环节，已经广泛应用于各个领域。

它通过计算机控制机械设备的运动，实现高效、精准的加工过程。

但是，随着制造业的不断发展和竞争的加剧，数控机械加工技术也面临着一些挑战和问题。

所以，研究数控机械加工技术的应用现状，并提出相应的优化措施，对于进一步提高制造业的效率和质量具有重要意义。

二、数控机械加工技术的基本原理和发展历程数控机械加工技术的基本原理是通过计算机控制机床进行各种运动，实现对工件的精确加工。

刚开始，加工工艺参数被编码输入计算机，然后计算机根据预设的程序和指令生成控制信号。

这些控制信号经过放大、转换和传输后，驱动伺服系统控制机床执行相应的运动，包括刀具进给运动、主轴转速、床身移动等。

通过精确控制机床运动，可以实现对工件的精细加工。

数控机械加工技术的发展历程可以追溯到20世纪50年代。

当时，计算机技术迅速发展，人们开始将计算机应用于机械加工领域。

最早的数控机床采用穿孔纸带编码方式进行控制，通过控制纸带上的孔的位置和顺序，来实现机床运动的控制。

这种方式在当时已经取得了一定的成功，但存在编程复杂、容易出错的问题。

随着计算机硬件和软件的不断改进，数控机械加工技术得到了快速发展。

磁带和磁盘取代了穿孔纸带，大大提高了数据传输的速度和精度。

同时，计算机的运算能力和存储容量也得到了显著提升，使得更加复杂的加工程序和算法可以被实现。

近年来，随着信息技术的飞速发展，数控机械加工技术进一步得到了推动。

先进的控制系统采用了更强大的计算机硬件，结合先进的编程软件和算法，可以实现更精确、高效的加工过程。

基于UGNX/IS&V的数控加工仿真设计总说明中国的制造业面临着巨大的机遇和严峻的挑战。

机床工业是装备制造业的核心，关系国家的经济命脉和安全。

虚拟机床是虚拟制造技术的热点研究课题之一。

以数控加工仿真为主要内容的虚拟机床技术可以在计算机上解决实际加工中遇到的各种问题，提高编程速度，缩短开发周期，降低生产成本，提高产品质量，并得到了广泛的实际应用。

因此本文通过运用CAD/CAM软件UG和UG IS&V模块，针对VS1575型三轴立式数控铣床进行了虚拟机床技术的研究。

本文通过查阅大量文献资料，系统研究了虚拟机床技术的产生、研究内容、研究现状及应用前景。

并通过察看说明书等资料和实际动手操作，全面了解了VS1575型三轴立式数控铣床的结构、功能、主要参数及数控系统。

同时深入学习了CAD/CAM软件UG的各个模块，重点学习了其中的建模、加工及后处理模块，对IS&V模块进行了全面的学习。

以上是虚拟机床技术研究的前期工作。

本文利用软件UG的CAD模块建立了数控机床、被加工零件及毛坯的参数模型，同时在CAM模块中完成了数控编程工作，并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的G代码;在调入由UG输出的机床及被加工零件的STL模型和数控代码的基础上，本文运用后处理构造器进一步创建了数控系统文件和刀具文件，实现了数控加工过程仿真，并进行了刀具轨迹优化和加工质量检验，实现了完全的虚拟加工过程，保证了数控程序的正确性。

IS&V 是UG 软件中一个功能强大用于数控机床集成仿真和验证的专用模块。

介绍了该模块的结构组成及工作原理, 并在IS&V 环境下建立了一台三轴数控铣床的仿真模型。

在该模型的基础上分别对零件加工过程中的刀具路径和铣床运动进行仿真, 预见和评估其加工过程中可能出现的问题并加以解决, 最终提高企业的生产效率并使其获得" 首试成功" 的加工制造。

目前多数三轴数控机床仿真系统，一般只提供二维的动画仿真，而且仿真系统的几何造型功能十分有限，零件和机床模型需要在其他CAD 软件中进行建模，然后导人数控仿真系统。