数控机床数字双系统切削仿真功能的设计与实现

刘海桃

（山西省恒山风景名胜区管理委员会，山西 大同 037400）

引言

目前我国工业化正处于快速发展的阶段，数控加工技术在机械制造行业得到广泛应用。数控机床具有可靠性高、自动化程度高、稳定性强等特点。在设计和生产准备机器的早期阶段，真正的数控加工调试需要时间长、成本高、风险高，并且对操作数控机床人员的技术水平要求高。所以，在生产过程中，技术人员一旦在数控机床工艺设计上出现失误，将会引发严重的加工事故[1-2]。

将数控机床与数字孪生技术相结合,可以在合理模拟机床加工结果的同时,减少加工事故和误差。同时,对机床的加工结果进行仿真，能够降低生产成本以及缩短切割时间，在一定程度上，可减少生产准备周期，进而提升制造产品的效率[3]。

1 系统架构

数控机床数字双系统主要由数控机床实体、采集客户端、服务器和客户端组成，数控机床的系统架构如图1所示。

图1 系统架构图

作为数控机床数据信息源的实体，MQTT客户端对工件和刀具的信息通过传感器实时采集，MQTT所接收到的数据通过服务器发送至用户端。用户端通过MQTT服务器，实时获取工件和工具信息。输入切割编程信息后，启动切割仿真功能。在切割过程中，用户可以通过透明机壳实时观察切割过程。切割完成后，显示工件。

2 系统实现

2.1 基于MQTT协议实现通信

MQTT服务器系统启动消息代理功能服务是通过系统初始化模块来实现的，无论用户端对消息进行发布操作还是订阅操作，都能够通过MQTT服务器的用户端初始化模块连接到代理服务器。……