由于數(shù)控加工成本造價(jià)較高，為節(jié)約成本支出，研制出數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)能夠減少甚至完全消除試切和人工驗(yàn)證的過程，在新的數(shù)控加工程序進(jìn)行實(shí)際加工前，程序員可采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬加工環(huán)境、加工過程，檢測出程序設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題。

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在進(jìn)行數(shù)控加工的過程中，很容易出現(xiàn)過切、欠切等現(xiàn)象，同時(shí)刀具的損壞，或加工出廢的產(chǎn)品，零件與刀具、刀具與夾具、刀具與工作臺(tái)的干涉和碰撞等，都會(huì)給生產(chǎn)造成一定的成本浪費(fèi)。而數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以很好地模擬出相關(guān)程序，最大程度降低損失。

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程序員在進(jìn)行實(shí)際加工前，可以通過仿真系統(tǒng)確認(rèn)切削完成加工產(chǎn)品與原設(shè)計(jì)圖是否吻合，并可以進(jìn)行更好的細(xì)節(jié)分析。

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碰撞檢測

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在實(shí)際加工中五軸數(shù)控加工比三軸數(shù)控加工更有優(yōu)勢，能夠達(dá)到更廣的范圍，具有更快的材料且效率，可減少加工時(shí)間提高表面精度。但由于兩個(gè)附加的旋轉(zhuǎn)軸自由度較高很容易產(chǎn)生碰撞，極易造成機(jī)床損傷。

因此，在進(jìn)行實(shí)際加工之前，需要借助數(shù)控加工仿真系統(tǒng)來檢測碰撞。主要檢測算法如下：

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機(jī)床包括多個(gè)部件，但是不同的部件之間碰撞檢測算法相似，仿真系統(tǒng)以刀具、工件和夾具為主要研究對象，檢測可能出現(xiàn)的全局碰撞。

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1、根據(jù)刀位點(diǎn)，分別求解刀頭掃描體的格柵voxel模型和刀柄掃體的格柵voxel模型。刀柄掃描體用于檢測刀具和工件、夾具是否發(fā)生全局碰撞，刀頭掃描體用于與工件間的求交運(yùn)算。

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2、voxel模型中一個(gè)特征屬性是長方體包絡(luò)盒，利用包絡(luò)盒進(jìn)行粗略判斷，如果包絡(luò)盒不相交，包圍在包絡(luò)盒內(nèi)部的物體必然不相交，此時(shí)更新物體包絡(luò)盒的位置數(shù)據(jù)信息，其他信息不變，為下一個(gè)刀位點(diǎn)掃描體的生成、碰撞檢測做準(zhǔn)備，利用粗略判斷可以加快檢測的速度。

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3、一旦發(fā)生碰撞，系統(tǒng)停止讀取數(shù)據(jù)，報(bào)告錯(cuò)誤信息和發(fā)生碰撞的精準(zhǔn)位置。如果不發(fā)生碰撞，系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行刀頭與工件之間的求教運(yùn)算。