依靠进口使得我国生产数控机床的成本增高,特别是数控系统--品种和功能少,可靠性不高,一直是我国数控机床生产中的薄弱环节,严重影响了我国数控机床的市场信誉。同时,我国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系,市场营销能力和经营管理水平也不高。这些都极大的影响了我国数控机床产业化的发展。数控机床加工零件是靠数控指令程序控制完成的。为确保数控程序的正确性,防止加工过程中干涉和碰撞的发生,在实际生产中,常采用试切的方法进行检验。但这种方法费工费料,代价昂贵,使生产成本上升,增加了产品加工时间和生产周期。后来又采用轨迹显示法,即以划针或笔代替刀具,以着色板或纸代替工件来仿真刀具运动轨迹的二维图形(也可以显示二维半的加工轨迹),有相当大的局限性。对于工件的三维和多维加工,也有用易切削的材料代替工件(如,石蜡、木料、改性树脂和塑料等)来检验加工的切削轨迹。但是,试切要占用数控机床和加工现场。为此,人们一直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法,并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展,目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。从试切环境的模型特点来看,目前NC切削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。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。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。
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