機械外文翻譯--數(shù)控仿真技術(shù)

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、 to to or in is is to it in is to or in in on or on to it to by to is a is on is of of in in of so on to to so on in so on is to to 2、 on to In to in in to to on a of a of is or by or to to be to to so to to in to to so on at to is so on to to at C is C It or of or so on to to it At on to 3、 is to to on is a SG to so a of to of is C to so on to up to of on SG by to is on is on 數(shù)控仿真技術(shù) 1計算機仿真的概念及應(yīng)用 從工程的角度來看，仿真就是通過對系 統(tǒng)模型的實驗去研究一個已有的或設(shè)計中的系統(tǒng)。分析復(fù)雜的動態(tài)對象，仿真是一種有效的方法，可以減少風(fēng)險，縮短設(shè)計和制造的周期，并節(jié)約投資。計算機仿真就是借助計算機，利用系統(tǒng)模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究的過程。它隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展，在仿真中占有越來越重要的地位。計算機仿真的過程可通過圖 1所示的要素間的三個基本活動來描述： 建?；顒邮峭ㄟ^對實際系統(tǒng)的觀測或檢測，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎(chǔ)上，用物理或數(shù)學(xué)的方法進行描述，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化近似模型。這里的模型同實際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應(yīng)具有相似 性和對應(yīng)性。 仿真模型是對系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（簡化模型）進行一定的算法處理，使其成為合適的形式（如將數(shù)值積分變?yōu)榈\算模型）之后，成為能被計算機接受的“可計算模型”。仿真模型對實際系統(tǒng)來講是一個二次簡化的模型。 仿真實驗是指將系統(tǒng)的仿真模型在計算機上運行的過程。仿真是通過實驗來研究實際系統(tǒng)的一種技術(shù)，通過仿真技術(shù)可以弄清系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)變量和環(huán)境條件的影響。 計算機仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在兩個方面：應(yīng)用領(lǐng)域的擴大和仿真計算機的智能化。計算機仿真技術(shù)不僅在傳統(tǒng)的工程技術(shù)領(lǐng)域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴大到社會經(jīng)濟、生物等許多非工程領(lǐng)域，此外，并行處理、人工智能、知識庫和專家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展正影響著仿真計算機的發(fā)展。 數(shù)控加工仿真利用計算機來模擬實際的加工過程，是驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測切削過程的有力工具，以減少工件的試切，提高生產(chǎn)效率。 2數(shù)控仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀 數(shù)控機床加工零件是靠數(shù)控指令程序控制完成的。為確保數(shù)控程序的正確性，防止加工過 程中干涉和碰撞的發(fā)生，在實際生產(chǎn)中，常采用試切的方法進行檢驗。但這種方法費工費料，代價昂貴，使生產(chǎn)成本上升，增加了產(chǎn)品加工時間和生產(chǎn)周期。后來又采用軌跡顯示法，即以劃針或筆代替刀具，以著色板或紙代替工件來仿真刀具運動軌跡的二維圖形（也可以顯示二維半的加工軌跡），有相當(dāng)大的局限性。對于工件的三維和多維加工，也有用易切削的材料代替工件（如，石蠟、木料、改性樹脂和塑料等）來檢驗加工的切削軌跡。但是，試切要占用數(shù)控機床和加工現(xiàn)場。為此，人們一直在研究能逐步代替試切的計算機仿真方法，并在試切環(huán)境的模型化、仿真計算和圖 形顯示等方面取得了重要的進展，目前正向提高模型的精確度、仿真計算實時化和改善圖形顯示的真實感等方向發(fā)展。 從試切環(huán)境的模型特點來看，目前 何仿真不考慮切削參數(shù)、切削力及其它物理因素的影響，只仿真刀具工件幾何體的運動，以驗證 可以減少或消除因程序錯誤而導(dǎo)致的機床損傷、夾具破壞或刀具折斷、零件報廢等問題；同時可以減少從產(chǎn)品設(shè)計到制造的時間，降低生產(chǎn)成本。切削過程的力學(xué)仿真屬于物理仿真范疇，它通過仿真切削過程的動態(tài)力學(xué)特性來預(yù)測刀具破損、刀具振動、控 制切削參數(shù)，從而達到優(yōu)化切削過程的目的。 幾何仿真技術(shù)的發(fā)展是隨著幾何建模技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，包括定性圖形顯示和定量干涉驗證兩方面。目前常用的方法有直接實體造型法，基于圖像空間的方法和離散矢量求交法。 3直接實體造型法 這種方法是指工件體與刀具運動所形成的包絡(luò)體進行實體布爾差運算，工件體的三維模型隨著切削過程被不斷更新。 發(fā)了一個銑床的模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 來記錄毛坯的三維模型，利用一些基本圖元如長方體、圓柱體、圓錐體等，和集合運算，特別是并運算，將毛坯和一系列 刀具掃描過的區(qū)域記錄下來，然后應(yīng)用集合差運算從毛坯中順序除去掃描過的區(qū)域。所謂被掃過的區(qū)域是指切削刀具沿某一軌跡運動時所走過的區(qū)域。在掃描了每段 的接合樹法將毛坯和切削區(qū)域用接合樹（ 示，即除了空和滿兩種結(jié)點，邊界結(jié)點也作為八叉樹（ 葉結(jié)點。邊界結(jié)點包含半空間，結(jié)點物體利用在這些半空間上的 作來表示。接合樹細分的層次由邊界結(jié)點允許的半空間個數(shù)決定。逐步的切削仿真利用毛坯和切削區(qū)域的差運算來實現(xiàn)。毛坯的顯示采用了深度緩 沖區(qū)算法，將毛坯劃分為多邊形實現(xiàn)毛坯的可視化。 用基于實體造型的方法實現(xiàn)連續(xù)更新的毛坯的實時可視化，耗時太長，于是一些基于觀察的方法被提出來。