由于數(shù)控加工成本造價較高，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證的過程，在新的數(shù)控加工程序進行實際加工前，程序員可采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在計算機上進行虛擬加工環(huán)境、加工過程，檢測出程序設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題。

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在進行數(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、刀具與工作臺的干涉和碰撞等，都會給生產(chǎn)造成一定的成本浪費。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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程序員在進行實際加工前，可以通過仿真系統(tǒng)確認切削完成加工產(chǎn)品與原設(shè)計圖是否吻合，并可以進行更好的細節(jié)分析。

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碰撞檢測

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

因此，在進行實際加工之前，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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機床包括多個部件，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，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算。

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2、voxel模型中一個特征屬性是長方體包絡盒，利用包絡盒進行粗略判斷，如果包絡盒不相交，包圍在包絡盒內(nèi)部的物體必然不相交，此時更新物體包絡盒的位置數(shù)據(jù)信息，其他信息不變，為下一個刀位點掃描體的生成、碰撞檢測做準備，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)，報告錯誤信息和發(fā)生碰撞的精準位置。如果不發(fā)生碰撞，系統(tǒng)繼續(xù)進行刀頭與工件之間的求教運算。