虚拟制造中的数控车削过程仿真系统研究3.pdf

虚拟制造中的数控车削过程仿真系统研究 Study on N um erical Con tro l T u rn ing Sim u lation System in V irtual M anufactu ring ( ) 中国工程物理研究院 621900 　周凡　潘振显　毛勋才　李晓平 【摘要】介绍了虚拟制造技术的背景、意义、系统模式及研究现状, 分析了在虚拟制造中占有重 要地位的车削加工过程仿真系统研究现状, 提出了数控车削加工过程仿真的系统功能和系统 结构。 关键词　虚拟制造　数控车削　几何仿真　物理仿真 　 , , , Keywords VM N C tu rn ing teom etry sim u lation physical sim u lation 　　虚拟制造技术 ( ) 其本质是以计算机支持 以生产为中心的虚拟制造的主要研究内容包括 VM T 的仿真技术为前提, 对设计、制造等生产过程进行统 车间设备的配置及分布、生产调度及销售, 可支持生 一建模, 在产品设计阶段或产品制造之前, 就能实 产环境的布局设计、设备集成、生产组织调度等。其 时、并行地模拟出产品的未来制造全过程及其对产 输出是资源需求规划、生产调度规划、供货计划及精 品设计的影响, 预测产品的性能、成本和可制造性, 确的成本信息等。 从而有助于更有效、更经济灵活地组织生产, 使工厂 1. 1. 3　以控制为中心的虚拟制造　以控制为中心 和车间的资源得到合理配置, 并使生产布局更合理、 的虚拟制造是将仿真加到控制模型和信息处理中, 更有效, 以达到产品的开发周期和成本的最优化, 生 以实现基于仿真的最优控制。其中虚拟数控是当前 产效率最高化的目的。而机械制造中的车削加工作 研究的热点之一, 它利用计算机软件和硬件的强大 为产品成型的重要手段, 在虚拟制造中占有重要地 功能, 将各种控制仪表、检测仪表的功能数字化, 并 位, 它通过对车床工件刀具构成的工艺系统中的 可灵活地进行各种功能组合。 各种加工信息的有效预测与优化, 为实际加工过程 1. 1. 4　以加工为中心的虚拟制造　以加工为中心 的智能化实现创造了有利条件。 的虚拟制造的目标是研究产品的可加工性, 即研究 产品及其零部件的铸造、锻造、切削的可加工性和可 1　虚拟制造技术 装配性, 研究零件的技术要求与材料、设备资源的匹 1. 1　虚拟制造系统模式 配, 以优化工艺规程, 并可支持零件或部件的并行设 从产品开发的角度而言, 虚拟制造实际上就是 计、工艺规划及工艺过程分析。 在计算机上全面仿真产品从设计到制造、装配的全 以加工为中心的虚拟制造系统可以全面逼真地 过程, 贯穿着产品的整个生命周期。 反映加工环境与加工过程, 检测加工中的干涉与碰 1. 1. 1　以设计为中心的虚拟制造　以设计为中心 撞现象, 进行刀具运动轨迹仿真, 机床运动仿真和材 的虚拟制造为产品设计、产品评价和异地协同设计 料去处过程仿真, 从而对工艺装备设计的准确性、合 提供模拟开发环境。该环境集成了计算分析、网络通 理性做出评价, 对加工精度进行预测, 对工艺规划的 信、可视化仿真技术等开发工具, 以支持面向设计与 合理性进行评估。其输出是优化的工艺规划、工艺