VERICUT

VERICUT（精选8篇）

VERICUT 篇1

随着航空、汽车工业和轻工消费品生产的高速增长, 复杂形状的零件越来越多, 精度要求也越来越高, 传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高效高质量加工要求。因此, 近几十年来, 能有效解决复杂、精密、小批多变零件加工问题的数控 (N C) 加工技术得到了迅速发展和广泛应用。由于零件形状复杂, C A M软件中刀具轨迹的生成过程中一般不考虑机床的具体结构, 所以不能确保计算出的数控加工程序能够安全、正确地执行, 尽管目前在工艺规划和刀具轨迹生成等技术方面已经取得了很大进展, 但是由于这些零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性, 要确保所生成的加工程序并不存在任何问题仍十分困难。因此, 为确保数控程序的正确性, 在实际加工前采取仿真的方法对加工程序进行检验并修正是十分必要的。

VERICUT软件是由美国CGTECH公司开发的一套世界领先的N C校验软件, 它可以让用户交互式地模拟仿真2～5轴铣削、钻孔、车削、车铣复合加工、E D M以及自动化生产线仿真等操作。能进行N C程序优化、缩短加工时间, 检查过切、欠切, 防止机床碰撞、超行程等错误。真实的三维实体效果, 切削模型可测量尺寸, 并能保存模型供检验、后续工序切削加工。目前已广泛应用于航空、模具制造等行业。其最大特点是可仿真各种C N C系统, 既能仿真刀位文件, 又能仿真C A D/C A M后置处理后的N C程序, 特别对于多轴机床和高速加工方式, 效果明显。

Pro/Engineer软件配有VERICUT模块, UG NX、C A T I A、M a s t e r C A M、E d g e C A M等C A M软件有V E R I C U T软件接口, 这些C A M软件通过与V E R I C U T软件接口无缝连接的配置, 可实现C A D/C A M与N C程序验证一体化运作, 自动进行工件参数、刀具参数等数据的传送, 因此避免了二次输入这些信息时人为的出错及重复的工作, 使得设置、仿真及N X程序的优化等操作更加简单有效。

U G N X与V E R I C U T接口简称N X V。N X V简化了N X生成刀具轨迹的验证与优化流程, 采用人机交互的友好界面方式, 将所有的毛坯、夹具和设计模型这些几何数据自动传入V E R I C U T, 并正确定位;N C程序, 刀具信息、机床和控制系统以及其他的模拟参数也一起传入VERICUT, 实现NX与VERICUT之间的数据自动传递, 使我们能够简单方便的进行和实际生产完全匹配的单个操作、一系列操作或一整套多工位的机床模拟仿真。

对于UG NX4.0与VERICUT6.2软件的安装过程, 软件公司的官方网站上有说明, 在此不作赘述。安装完成UG NX4.0与VERICUT6.2后确保能正常使用, 然后建立三个系统环境变量, 便能实现UG NX4.0与VERICUT6.2的无缝连接。

这样通过环境变量的建立, 就可实现U G N X4.0与V E R I C U T6.2软件的无缝连接。启动N X并进入加工环境, 就可以看到NXV的菜单了。

通过UG NX数据接口配置, 运用接口技术, 采用人机交互界面, 自动进行工件参数、刀具参数等数据的传递, 避免了二次输入这些信息时人为的出错及重复的工作, 可以非常方便地验证N C程序以及机床运动干涉检查, 有效地保证了产品质量和提高编程效率。

VERICUT 篇2

关键词:VERICUT 仿真 数控教学

1.引言

在传统的数控教学中,由于资源和资金的限制,如数控机床设备操作中稍有疏忽都可能导致安全事故,在实际操作中还要消耗大量的刀具和钢材。学生理论知识学习的时间远大于试验、实训的时间,这样必然导致学生所学的理论知识得不到强化,动手能力差,学生也会对专业失去兴趣,课堂必然失去活力。为了解决这些矛盾,仿真加工技术被大量应用到数控专业的教学,逐渐成为数控教学中的重要手段,为数控专业高技能人才的培养开创全新的教学模式。[1]由美国CGTECH公司开发的VERICUT软件就是一种先进的专用数控加工仿真软件,目前在很多领域得到广泛应用。我们尝试把VERICUT软件应用于教学中,使学生更好地理解和掌握数控加工技术。

2.VERICUT软件

2.1 VERICUT软件的简介

VERICUT软件由NC程序验证模块、机床运动仿真模块、优化路径模块、多轴模块、高级机床特征模块、实体比较模块和CAD/CAM接口等模块组成,可仿真数控车床、铣床、加工中心、线切割机床和多轴机床等多种加工设备的数控加工过程。国产的仿真软件是基于机床面板操作的仿真软件,学生在仿真软件中可以学习到不同的数控系统和机床面板,认识不同的数控系统和机床的操作方法。其适用于学习数控机床的基本阶段。而VERICUT是基于工艺过程的仿真软件,可以还原真实的实际加工过程,能及时发现出现的各种工艺问题,能验证加工程序、工艺优化及定量分析加工结果等,非常适用于学习数控加工工艺知识及综合实训阶段。[2]

2.2 VERICUT的主要功能模块

(1)验证模块

该模块是VERICUT 软件系列模块的基础。提供三轴数控加工仿真和验证功能,支持几乎所有形式的刀具轨迹代码,通过演示车间的实际机床加工运动,切削过程及工件的变化,可检测出各种加工中的错误。

(2)优化路径模块

该模块可以对切削用量进行优化设计,以满足最小加工时间的目标函数及最大机床功率等约束条件的要求。实现快速、高效切削,保证工件质量。

(3)机床仿真模块

该模块使VERICUT 能够模拟由控制系统驱动的三维数控机床的实时动画,使虚拟机床按照数控G代码来模拟实际中机床的加工运动和虚拟的工厂环境。[3]

2.3 VERICUT软件与其他软件的比较

目前市面上的仿真软件很多,但是基本都是各个厂家根据数控机床定制的数控仿真,诸如:斯沃数控仿真、宇龙数控仿真、华中数控仿真、VNUC数控加工仿真等等。相比这些仿真软件,VERICUT的不同大体有以下几个方面:[4]

(1)VERICUT自带了许多机床生产厂家的控制系统与机床模型,而且可以自己修改定制控制系统及机床模型,国内开发的各类应用软件普遍不具备二次开发接口,VERICUT的通用性和二次开发功能是其他仿真软件所不能比的。

(2)全过程三维仿真。VERICUT不但能够用彩色的三维图像显示刀具切削毛坯形成零件的全过程,而且能对整个加工系统和环境进行三维建模与仿真(而不仅仅是刀具加工轨迹)。

(3)功能强大。VERICUT针对仿真结果模型提供了大量丰富的测量以及模型分析和优化工具。由于VERICUT功能强大且通用性强,因此它是一款非常适合于进行通用数控加工系统建模和仿真的软件平台。

3.VERICUT仿真软件教学应用实例

3.1仿真的工作流程

仿真加工的工作流程是:打开软件——创建新文件,指定文件属性——建立模拟机床模块——选择已配置好的控制系统——建工件的实体造型——选择所使用刀具库(刀具号和刀尖位置要与程序一致)——生成加工G代码程序,——添加毛坯工件、夹具,设置装夹位置放好毛坯工件——进行基础设定——开始仿真——检查错误——编辑程序——模拟仿真——程序优化库优化程序——仿真结束——输出文档及刀具清单——机床加工[5]。模拟仿真的工作流程图如图1。

3.2机床设备及刀具

VERICUT在仿真加工前,可以根据加工需要新建机床库和刀具库,也可以调用已有的机床库和刀具库中的模型,直接或经过适当修改、编辑后使用。

数控机床选用美国法道集团生产的VMC15三坐标立式镗铣数控加工中心,主轴转速n=(75～7500)rpm,进给速度 (0.254～6350)mm/min。工件材料是铝块,毛坯尺寸为100x100x20。刀具选用Tl~20立铣刀;麻花钻。

3.3数控G-代码程序的生成

在使用VERICUT时有以下几种生成数控程序的方法:

(1)打开一个已经存在的数控程序文件,在VERICUT中对其进行修改。

(2)在windows下打开记事本,进行数控程序的编写,最后保存时将扩展名更改为.mcd。然后在VERICUT中调用即可。

(3)VERICUT可以直接调用其他CAD/CAM软件(Master-cam,UG等)自动编程所生成的数控加工程序(G-代码)。[6]

3.4仿真实例

(1)在VERICUT中新建一个项目,选择控制系统(FADALVMC15.ct1)和机床(FADAL VMC15.mch)。

(2)建毛坯、夹具模型,过程与机床建模过程相似,并且调整其在机床坐标系的位置。

(3)建立本例所需的工件坐标系。

(4)编辑工件坐标系在机床坐标系中的位置,如工件编程原点和刀具补偿等各参数的设置。

(5)选择加工所用到的刀具。

(6)添加数控程序(G一代码)。

(7)加工仿真。

3.5优化

应用VERICUT进行程序优化,需要事先根据以往的加工经验和加工试验建立适合工件加工的程序优化实例库,仿真时选择合适的程序加工优化实例(根据刀具直径、材料,零件材料等)对程序进行优化,对优化后的程序可以再进行切削仿真以检验其是否令人满意,觉得不合适可以适当调整参数再优化,直到满意为止[7]。用VERICUT对工件和机床仿真如图2。

4.结语

实践证明,VERICUT的应用,解决了教学用数控设备种类少,数量少等难题。它既可以减少占用实验设备的时间,又可以提高学生对数控加工的认识。在多轴机床广泛应用之前,它将为培养多轴机床熟练操作人员起着的重要作用。

参考文献:

[1]韩俊平.虚拟数控加工在教学中的应用[J].现代企业教育,2007,6:23-24.

[2]张喜江.仿真软件VERICUT在数控教学中的应用[J].CAD/CAM与制造业信息化,2007,12:86-89.

[3]李云龙等.数控机床加工仿真系统VERICUT[M].西安交通大学出版社,2005.

[4]曲洪萍等.數控加工仿真技术发展分析[J].中国新技术新产品,2009,11:142-143.

[5]张永红等.基于VERICUT的数控车铣加工中心仿真[J].CAD/CAM与制造业信息化,2008,12:89-90.

[6]刘卫.基于VERICUT的数控加工的优化[J].机械设计与制造,2009,5:188-189.

VERICUT 篇3

VERICUT软件是由美国CGTech公司开发的一款高档数控加工仿真软件, 是当前全球数控NC程序验证、工艺优化等模拟仿真软件领域的领导者, 已被广泛的应用于航空、船舶、电子、汽车、模具等领域。VERICUT软件可以仿真模拟各种系统数控车床、数控铣床、数控加工中心、四轴数控机床、五轴数控机床等多轴加工设备的数控仿真加工过程[1], 具有与CAD/CAM、UG、Pro/E及Master CAM等软件无缝接口嵌套运行功能。

1 构建虚拟XK714铣床几何模型

1.1 导出铣床模型

首先, 运用UG NX7.5软件CAD模块, 根据铣床各部件的几何形状和尺寸精度建立三维实体模型并进行装配。利用“添加已存在部件”功能依次调入相应部件, 然后利用相应的定位方法将组件装配到一起[2], 如图1所示。

其次, 导出床身部分。依次选择主菜单“文件”、“导出”、“STL”格式文件, 弹出“快速成型”对话框, 不改变参数, 单击“确定”, 在弹出的对话框中输入要保存的文件名“based_Y”, 单击“确定”, 选择底座, 单击“确定”。用相同方法导出based_Z部件、Z部件、spindle部件、Y部件、X部件。经过一系列的导出步骤, 分别导出了机床的部件为“STL”格式, 最后保存文件。

1.2 设置机床组件

1.2.1 设置Z线性轴、主轴和刀具组件

单击“显示机床组件”按钮, 然后选择“Base (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加”、“Z轴线性”命令, 在“Base (0, 0, 0) ”组件上插入机床Z轴直线运动组件。然后选择“Z (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加”、“主轴”命令, 在Z轴上添加了主轴运动组件。然后选择“Spindle (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加”、“刀具”命令, 在主轴上添加了刀具运动组件。

1.2.2 设置Y线性轴和X线性轴组件

单击“显示机床组件”按钮, 然后选择“Base (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加”、“Y轴线性”命令, 在“Base (0, 0, 0) ”组件上插入机床Y轴直线运动组件。然后选择“Y (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加”、“X线性”命令, 在Y轴上添加X轴运动组件。

1.2.3 定义床身基本模型

选择“Base (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加模型”、“模型文件”, 选择刚才导出的机床文件夹, 单击打开“based_Y”。同理, 单击打开“based_Z”。

1.2.4 定义“Z”线性轴

选择“Z (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加模型”、“模型文件”, 设置快速 (G00) 速度为5 000, 最大进给 (G01、G02、G03) 速度为3 000, 选择刚才导出的机床文件夹, 单击打开“Z轴部件”。

1.2.5 定义“Spindle”部件

选择“Spindle (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加模型”、“模型文件”, 选择刚才导出的机床文件夹, 单击打开“Spindle”部件。

1.2.6 定义“Y”线性轴

选择“Y (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加模型”、“模型文件”, 设置快速 (G00) 速度为5 000, 最大进给 (G01、G02、G03) 速度为3 000, 在“移动”标签下的“位置”文本框中输入 (0-4000) , 选择刚才导出的机床文件夹, 单击打开“Y轴部件”。

1.2.7 定义“X”线性轴

选择“X (0, 0, 0) ”组件, 单击鼠标右键, 依次选择“添加模型”、“方块”, 设置快速 (G00) 速度为5 000, 最大进给 (G01、G02、G03) 速度为3 000, 在“移动”标签下的“位置”文本框中输入 (-6000 0) , 选择刚才导出的机床文件夹, 单击打开“X轴部件”。

2 设置机床参数

选择菜单栏“配置”、“机床设置”, 打开“机床设置窗口”, 设置如下参数:

2.1 机床干涉碰撞检查设置

勾选“碰撞检测”复选框, 在“忽略在切刀和毛坯间的碰撞”下拉列表框选择“否”, 在“碰撞间隙”输入“1”, 单击“设置所有”按钮。

2.2 机床初始化设置

在“机床设置”窗口里, 选择“表”标签页, 单击按钮, 选择“机床台面”。在“配置机床台面”下拉列表框选择“初始机床位置”, 在“子系统名”下拉列表框选择“1”。然后单击“添加”按钮。在值 (XYZABCUVWABC) 文本框输入: (x-600 y-400z0) , 设置机床的初始位置。

2.3 机床运动行程设置

在“机床设置”窗口里, 选择“行程极限”标签页。勾选“超程错误”和“允许运动超出极限”复选框, 设置“行程极限”列表框[3]。

2.4 机床操作系统设定

选择“控制”组件, 单击鼠标右键, 单击打开, 出现VERICUT软件自带控制系统库, 然后选择“fan Om.ctl”系统, 单击“打开”按钮。

3 虚拟仿真加工

3.1 NC程序的导入

在项目树中单击“数控程序”选项, 接着在下方单击“添加NC程序文件”, 导入NC程序。

3.2 毛坯的组建

在组件树中点击“stock (0 0 0) ”图标, 然后在“添加模型”中, 选择“方块”, 在弹出的“配置模型”对话框中, 选择“模型”选项卡, 设置长为120 mm、宽为120 mm、高为60 mm的长方体。接着选择“移动”选项卡, 位置设置为 (-60-60-510) 。

3.3 刀具的组建

在项目树中双击“加工刀具”选项, 弹出“刀具管理器”对话框, 依次选择“添加”、“刀具”、“新铣削”, 出现“刀具号”对话框, 创建直径为10 mm、高为100mm、刃长为30 mm的立铣刀, 装夹点位 (0 0 70) , 同理, 创建直径为6 mm立铣刀和直径为6 mm球头刀。

3.4 坐标系统的组建

在项目树中单击“坐标系统”选项, 在下面的“配置坐标系统”选项中单击“添加新的坐标系”按钮, 出现“配置坐标系统:Csys1”对话框, 单击“CSYS”选项, 将位置设置为 (0 0-450) 。

3.5 G-代码配置的设置

在项目树中单击“G-代码配置”选项, 在下面的“配置G-代码配置”选项中将配置名由“机床零件”改为“工作配置”, 将寄存器中的值由“1”改为“54”, 再单击“添加”按钮, 具体设置如图2所示。

3.6 仿真演示

通过上述步骤的设置, 完成了演示前准备工作, 重置机床模型后, 单击系统界面右下角按钮, 开始零件的仿真加工, 如图3所示。

3.7 对比仿真模型与设计模型

选择VERICUT菜单中的“分析”、“自动-对比”命令, 在“自动比较”中, 分别选择“比较方法”和“比较方式”的参数为“实体”和“两个”。过切和残留的公差均为0.1 mm, 点击“比较”项进行比较, 其结果如图4所示。

图4中没有出现红色区域, 说明没有发生过切, 出现了蓝色区域, 说明发生了残留部分, 对零件NC程序进行修改, 然后重新生成程序, 导入VERICUT中进行模拟仿真加工, 通过“自动-比较”检查, 发现有两处残留, 如图5所示。在通过检查报告单中显示, 其两处残留公差值在允许公差范围内, 所以此NC程序就是我们最终想要的程序。

4 结语

本文通过利用VERICUT软件“自动-比较”功能, 对仿真加工后的零件产品质量进行分析 (对零件加工表面欠切和残留进行了检验) , 保证了数控加工程序的正确性, 从而保证了NC程序的正确性, 避免了因NC程序的错误导致加工工件报废所带来的损失, 降低生产成本, 为进一步提高工作效率、实现高效的数控加工和增强企业竞争力提供了有利条件。

参考文献

[1]席凤征.基于VERICUT的四轴联动数控机床仿真研究[J].科技传播, 2012 (2) :26-31.

[2]朱秀梅.基于Vericut平台的数控机床仿真系统研究[D].山东:山东大学, 2009.

VERICUT 篇4

宏程序是数控编程的高级形式, 通过应用数学模型、数学关系表达、逻辑判断和变量赋值等方法, 使程序具有智能化的特点, 不仅提高了程序的可读性, 而且可以缩短程序的长度, 节省数控系统的存储空间。但是, 宏程序在编程过程中涉及到许多逻辑判断、程序跳转与参数赋值等语句, 稍有不慎就会发生编程错误, 从而导致零件过切或者撞刀的事故发生。因此, 宏程序编写完成后, 必须经过检查再到机床上进行校验, 然后进行首件试切和观察加工效果。以上的这些步骤需要比较长的时间, 那么如何缩短这些环节所占用的时间而同时又可以保证程序的可靠性呢?

本文使用美国CGTech公司发行的VERICUT仿真软件进行校验。该软件可以取代传统的切削校验方式, 通过模拟整个机床加工过程和校验加工程序的准确性, 帮助用户修改编程错误与提高加工效率。

2 宏程序的应用

如图1所示, 使用宏程序在矩形工件的四个侧面与顶面做倒R面, R面的圆角半径均为20MM。零件的加工思路如下:采用球头铣刀加工, 下刀点选择在工件的右上角, 使用角度作为自变量由下至上逐层爬升, 并采用顺铣加工。宏程序的计算过程如图2所示。

3 VERICUT模拟宏程序

编好用户宏程序后使用VERICUT软件进行仿真校验, 这样做不仅节约了时间, 还避免了在调试程序时可能发生的撞刀等安全事故, 有效的提高了加工效率。使用VERICUT软件对宏程序进行模拟加工时, 首先按数控机床的实际结构建立3D模型;然后依次装配数控机床、加载数控系统控制器、建立加工刀具、导入数控程序和设定毛坯模型等;最后进行宏程序加工仿真校验并对程序进行优化。

4 仿真加工与实际加工

使用VERICUT软件模拟宏程加工, 得到的仿真加工效果如图3所示。根据在VERICUT仿真加工中使用的加工刀具, 加工参数以及通过校验的宏程序, 进行实际加工, 得到实际加工效果如图4所示。

结语

本文通过以矩形工件倒R面的加工为实例, 图解说明了宏程序的计算过程, 使用VERICUT软件对宏程序进行了加工仿真, 并将仿真加工效果与实际加工效果进行比较。结果表明:基于VERICUT的用户宏程序校验与加工是切实可行的, 这两种技术的结合, 为实现高效编程开辟了新的思路。

摘要：用户在编写好宏程序后, 通常都要进行程序调试、首件试切并观察加工效果, 但传统的方法只能在数控机床上进行, 占用机床时间长, 效率低。本文利用VERICUT软件对矩形倒R面加工进行了宏程序的校验, 并通过实际加工与仿真加工进行比较, 取得了良好的效果。

关键词：VERICUT仿真,用户宏程序,数控加工

参考文献

[1]陈雅芳.宏程序编程与Vericut仿真技术的结合应用[J].机电工程, 2013, 30 (08) :963-966.

[2]刘镝时.VERICUT校验用户宏程序[J].CAD/CAM与制造业信息化, 2007, (09) :90-91.

VERICUT 篇5

异型石材多功能复合加工中心SYH4608具有八轴双五联动数控加工功能,主要用于高档异型石材制品的加工。然而对于具有复杂曲面的石材制品,经过自动编程生成的刀具路径和NC程序十分复杂,加工过程中刀具轴矢量变化频繁。优化加工工艺与切削参数是实现高效数控加工的必需环节,正确合理地选择切削参数对确保产品质量、提高生产率、降低生产成本起着十分重要的作用。

近年来,随着数控(NC)技术的普遍应用,以及各种先进制造技术的迅速发展,生产辅助时间大大降低,相应地,切削时间所占的比重就大大提高。因此缩短切削加工时间,对提高生产率起着重要的作用。

加工仿真技术是在实际加工前,通过模拟真实的加工条件,对加工过程进行仿真和预测的一种现代计算机技术。通过VERICUT加工仿真,改进加工程序,优化能够保证刀轨具有最佳的进给率或主轴转速,能够消除多种不必要的因素,如过于保守的进给率、在空程时仍然使用切削进给率等,在最短的时间内生产出高质量的零件,达到切削参数的优化,有有效的实用价值[1]。

本文以异型石材典型的制品——罗马柱为例,通过使用VERICUT软件建立的机床虚拟模型对UGNX自动生成的NC加工程序进行加工过程仿真,并进行优化。

1 加工中心仿真建模

1.1 加工中心建模

机床为异型石材多功能复合加工中心SYH4608[2]。Y轴部件为双立柱进给;X轴为滑鞍,沿横梁上横向移动,与Y轴垂直;雕铣头沿Z1垂直进给,绕B摆动;锯片车铣头沿Z2垂直进给,绕C摆动;旋转工作台在C轴上;卧式旋转工作台在A轴上。

加工中心模型主要由几何模型和运动学模型组成,要求不仅具有与实际机床类似的外观,而且其结构与运动方式也要与实际机床相同,然后再建立其它制造资源如刀具、工件和夹具等的几何模型,指定刀位轨迹或NC程序,并配置相应的参数,最后实现对加工工程的仿直和优化。

在VERICUT中,使用组件树(Component tree)描述机床的运动学模型。先建立机床的组件树,然后再建立其几何模型(Model),从而得到机床的仿真模型,有利于对整个模型概念的清晰把握,高效率的建模而且不易丢失个别部件,降低日后纠错的难度。加工中心3D模型如图1所示:

1.2 模型辅助设置

整个模型完成后,要为其配置控制系统,VERICUT自带一些通用的控制系统文件,方便选择,如果控制系统不存在,还可以自己把已有的控制系统加入到控制系统库文件中。笔者自建沈阳蓝天数控NC110系统。根据实际情况选择刀具,建立刀具库,添加夹具和毛坯实体,调入加工需要的NC程序,设定相应的参数。

进行加工过程的仿真。仿真时,一方面可以通过对模型进行缩放、旋转、截切剖面等操作并结合系统提供的LOG日志文件,观察工件的加工和干涉情况,并进行尺寸测量和废料计算;另一方面,还可以利用系统提供的AUTO-DIFF模块,进行加工后模型和设计模型的比较,以确定两者间的差异以及过切和欠切情况。

2 仿真加工及优化

2.1 设备及刀具

异型石材多功能复合加工中心SYH4608是在国外先进的石材机械发展的前提下,根据国内市场的需求和国际石材机械的发展趋势,自主研发的加工中心,旨在具有单机多功能化、高速高效化、人性化、环保等多种国际先进水平。本次加工仿真使用,X、Y、Z以及雕铣头和卧式旋转工作台的五轴联动。以下再做主要参数如下:

1)加工中心:S Y H 4 6 0 8车铣复合加工中心,机床额定功率P=1 3 k W,主轴转速n=8000~12000rpm,进给速度vfmax=0~2250mm/min。

2)工件材料:花岗岩,尺寸为:R250mm×H1300mm。

3)刀具:刀具参数T1为:外径254mm,齿宽3.2mm,板厚4mm,齿数50T,金刚石锯片;刀具参数T2为:R=2mm,H=50mm,刀齿数Z=2,金刚石球头铣刀。

4)加工要求:加工异型石材典型制品罗马柱外形柱身,分锯片开粗和铣刀精加工两步完成。

2.2 加工仿真

使用VERICUT进行加工仿真,不但能用彩色的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程,还能逼真地显示刀具、夹具、机床的运行过程和虚拟的工厂环境,在准备工作完成后,通过VERICUT有下角的Reset复位,进行仿真结果如图2所示。

2.3 刀具轨迹与切削参数优化

通过读入NC刀具轨迹文件将走刀划分成许多细小的运动,再根据程序各段的材料去除量,为各段切削设定了最佳进给速度或主轴转速,输出了一个等效于原始文件但又改善了进给速度或主轴转速设置的新的刀具轨迹文件,但并没有改变刀具轨迹,所以不会出现错误的加工结果。

2.3.1 数学优化函数

当工件、刀具、机床参数都确定后,影响生产效率的主要因素为切削速度νc、进给速度νf、切削深度(轴向切深)ap和切削宽度(径向切深)ae。

切削速度主要由主轴转速决定,公式如下:

进给量由没齿进给决定,公式如下:

其中,z为齿数,n为转速

由公式(1)(2)看出,主轴转速同时决定切削速度和进给速度。在变量设计上,重点考虑主轴转速的作用,基于VERICUT的优化设计主要针对生产实践中常用的最高生产率为目标函数,即最短加工工时,是时间函数,公式如下:

其中:

由此推断出时间函数tw是以主轴转速n,进给速度vf,切削深度ap,切削宽度ae等4个变量构成的时间函数:

为了正确地进行切削加工参数的优化,应全面考虑切削加工过程中的约束,尤其是主要约束条件不能遗漏,本次研究重点考虑机床功率的约束、切削力的约束、切削速度约束、表面粗糙度约束等。

切削功率应小于加工中心提供的的有效功率:

其中,Fc为圆周铣削力,Vc为铣削速度,e为机床利用率;

实际切削进给力不能超过最大允许进给力:

其中,Fx为轴向进给力,Fy为径向经给力,Fmax为最大允许切削力;

切削速度应该满足加工中心主轴转速约束:

其中,nmin、nmax分别为加工中心最低和最高主轴转速;

零件加工要达到其表面粗糙度要求[3]:

其中,Rmax为最大表面粗糙度;rε为刀具刀尖半径。

2.3.2 优化方法

本研究采用VERICUT的优化模块进行求解,它的优化设置是用户可选择的。根据优化过程所调整加工工艺参数的不同,VERICUT优化模块提供了五种优化方法:进给速度与深度法、切除率定常法、表面切削速度定常法、空行程切削法以及切削厚度定常法。本研究利用了进给速度与深度法来优化该模型。这种方法是通过VERICUT的Optipath优化模块,主要优化刀具轨迹管理器来生成一个刀轨优化库文件。优化刀具轨迹库实际上是一个可以包含多把刀具及在不同切削参数下的加工工艺的数据库,利用“Project”树中的刀具项激活刀具库文件,选中指定要添加优化的刀具后,“Add”>“Optipath”>“New”激活如图3所示的刀具轨迹优化窗口,优化参数如图4所示:

启动优化文件,运行加工仿真,输出优化结果。优化是在刀具移动模拟过程中被同时执行,而且优化后得到轨迹数据被写入专门的优化刀具轨迹文件中,当模拟过程结束时,优化自动停止。

2.3.3 优化结果分析

仿真优化过程中,可以随时变化角度观察仿真情况,机床的运动状态完全与实际加工中机床运动状态相同。优化数据可以通过Status和Graph窗口观察到,如图4所示:

复合加工过程中,优化刀具轨迹可平衡各个工步在各个加工阶段的切削量,从而平衡刀具载荷,使载荷保持在刀具使用的合理范围之内,以提高刀具寿命和加工效率。由上图4观察得知,仿真优化后,异型石材典型制品——罗马柱的加工时间由800min缩短为553.99min,提高了加工效率38%。经过优化加工参数后大大减少了切削时间,提高了机床的利用率,取得了较明显的优化效果。

分析优化后的G-code后,发现仿真主要减少了程序中空走刀,空切时间优化百分比如图4为20%,并且优化提供了刀具切削运动的速度补偿等。通过Graph图的观察锯片加工和球头铣刀两部分都得到了优化,相对来说球头铣刀部分优化较多,主要原因是改精加工部分G-code空走刀比较多,切削量小,采用环形走刀,走刀时间长。

3 结论

本文基于VERICUT软件在尺寸标准一致的基础上,构建了异型石材多功能复合加工中心SYH4608的数字模型,并以典型异型石材罗马柱为例,进行了加工仿真。通过优化切削参数,获得合理的进给量和主轴转速,使工件的加工时间缩短了38%。该方法对缩短切削加工时间,提高生产率起着重要的作用,为降低加工成本提供了有效的途径。

摘要：对新开发的八轴双五联动数控异型石材多功能复合加工中心进行虚拟建模,建立了基于VERICUT切削参数的优化模型,分析多种不同的优化方法。进行了异型石材典型制品——罗马柱仿真加工研究。最终改进和优化不合理的加工轨迹,避免了实际加工过程中可能出现的异常现象,提高了数控机床加工功能和设计效率,降低了新产品研发的成本。

关键词：VERICUT,异型石材,刀具,仿真,优化

参考文献

[1]李云龙,曹岩.数控机床加工仿真系统VERICUT[M].西安交通大学出版社,2005(9).

[2]吴玉厚,吴岗,张珂,陆峰,韩麟,蒋昭霞.异型石材多功能数控加工中心关键部件的模态分析[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版,2009,25(1).

[3]艾兴,肖诗纲.切削用量简明手册[M].机械工业出版社,1994.

[4]Chen,Shang-Liang,Wang.Wen-Tsai.Computer aided man-ufacturing technologies for centrifugal compressor impellers[J].Journal of Materials Processing Technology,2001(9).

[5]牟小云.基于VERICUT的数控机床建模技术[J].自动化与控制,2008(1).

VERICUT 篇6

关键词：VERICUT,多重复合循环程序,G71,仿真

0 引言

随着现代数控技术的发展, 数控车床已经被广泛应用。数控车削加工以精度高、形状复杂的回转体零件为主。加工过程中需要对毛坯进行多层车削, 在编制数控程序时, 为了简化程序, G70~G73等多重复合循环指令广泛应用, 但是多重复合循环指令参数较多, 编程思维过程复杂, 编程人员需要认真核对参数并反复计算, 确认程序正确。借助VERICUT仿真软件, 进行多重复合循环加工程序仿真, 可以模拟车削加工的整个过程, 并得出最终加工结果, 便于编程人员对程序调试, 提高程序的编制质量。本文以FAUNC系统应用较为广泛的G71为例, 在VERICUT软件仿真环境下对多重复合循环程序进行车削加工仿真, 阐述车削仿真在多重复合循环程序编制中的可行性。

1 图纸分析及多重复合循环程序的编制

首先对零件图进行分析, 图1所示零件粗实线加工部分由于形状复杂, 毛坯余量较大, 可以使用多重复合循环指令编制程序。程序代码可以使用G71外圆粗加工循环, 切除棒料大部分加工余量, 然后选择G70代码进行车削精加工, 切除粗加工中留下的余量。

1) 车削多重复合循环指令的分析 (G71) 。G71为外圆粗加工循环, 用于切除棒料毛坯的大部分加工余量。格式为:

指令中各参数的含义:△d为切深 (半径值) , 该量无正负号;e为退刀量;ns为指定精加工路线的第一个程序段的顺序号;nf为指定精加工路线的最后一个程序段的顺序号;△u为X方向上的精加工余量 (直径值) ;△w为Z方向上的精加工余量。

2) 刀具的选择。使用带有80°菱形刀片的镶片车刀加工。

3) 编程原点的确定。选择零件右端面中心位置为编程原点。

4) 多重复合循环程序编制。

2 仿真步骤及环境的建立

通过运行VERICUT 7.2版软件, 建立多重复合循环的仿真环境, 具体步骤如下。

2.1 多重复合循环的仿真步骤

1) 建立车床模型、刀具模型及添加操作系统;2) 定义零件及毛坯三维模型;3) 确定编程坐标系;4) 进行仿真, 对多重复合循环程序模拟运行;5) 使用VERICUT仿真过程零件质量检测工具, 分析零件设计模型与仿真切削模型数据, 确定程序的正确完整, 并对程序进行修改与完善。

2.2 建立仿真环境

1) 建立与现实环境相同的机床及机床操作系统。如图2所示, 本次仿真过程, 在项目树中添加软件自带的三轴车床模型文件 (路径D:CGTechtrainingconfigure_tailstock.vcproject) , 控制系统添加软件自带的FUNC系统 (路径D:CGTechlibraryfan30im.ctl) 。

2) 在VERICUT软件中建立毛坯模型。设定参数高Z 80, 半径40。

3) 建立刀具库。根据多重复合循环程序中使用的刀具, 在刀具管理器中建立使用的刀具及刀架, 其设置包括车刀刀片、刀柄、刀具装夹点在刀塔的位置等参数。

4) 确定加工坐标系并对刀。如图3, 在坐标系统选项, 设定加工坐标系为毛坯的右端面。在G-Code Settings中设置对刀方式, 实现刀具的驱动。车削加工中, 对刀方式的设置一般为从TUrret C到Programe_origin。

5) 添加多重复合循环程序。

3 多重复合循环程序的仿真及调试

3.1 仿真加工

如图4所示, 对多重复合循环程序进行仿真。编程人员通过信息选项下的数控程序选项, 对程序进行预览、单段仿真, 在仿真界面上确定每一段程序所对应刀具运行点位。

3.2 仿真结果质量测量与多重复合循环程序的完善

通过仿真环境得出的切削模型与三维设计模型数据进行比较。在分析选项下的自动比较选项对话框中, 比较方式选择“过切”, 过切检查值为0.1, 超差颜色为红色。图5为进行程序调试时发生的过切。通过VERICUT仿真结果质量测量功能, 可以迅速地判断出问题程序段, 编程人员对问题进行分析, 解决程序编制中存在的问题。

4 结语

本文介绍了VERICUT7.2版仿真软件对多重复合循环程序的仿真。在仿真环境下模拟现实加工, 得出加工结果, 并对加工过程及结果进行质量测量分析, 判断零件的加工质量。通过VERICUT仿真, 编程人员可以提高多重复合循环程序的编制效率, 在生产实践中具有重要意义。

参考文献

[1]杨胜群.VERICUT数控加工仿真技术[M].2版.北京:清华大学出版社, 2013.

VERICUT 篇7

1 构建机床仿真模型

根据机床的工作要求, 抽象出各组件之间的运动关系, 并由此完成机床各运动组件的定义, 接下来就是对各组件进行建模。结合实际情况, 我们选择在Vericut软件中直接建模的方式完成对机床各运动组件模型的搭建。

1.1 构建机床模型

机床模型的建立包括床身, X、Y、Z、W线性模型及主轴的创建。分别单击项目树的床身、X线性、Y线性、Z线性、W线性及主轴完成添加, 并选择移动选项进行空间位置移动, 完整的机床模型如图1所示。

1.2 构建机床毛坯模型

选择毛坯项, 在弹出的对话框中选择添加模型, 再点击创建扫描, 然后在添加坐标中输入模型坐标, 并保存, 毛坯的扫描建模过程如图2所示。移动其空间位置, 将毛坯移动到我们所设计好的位置上, 移动坐标为 (0, -30, 0) 如图2所示。

1.3 构建机床夹具模型

对于夹具, 我们也采取易于建模的方法。选择夹具项, 选择添加模型, 再点击创建扫描, 点击添加输入夹具模型第一部分的平面坐标再通过移动其空间位置, 将夹具移动到我们所设计的机床位置上, 移动坐标为 (-30, -160, 0) 。同理, 构建夹具的第二部分模型, 再移动其空间坐标, 移动坐标为 (30, -160, 0) 。

1.4 构建机床刀具模型

Vericut软件拥有功能十分强大的刀具设计模块。在刀具管理器中, 我们可以根据不同的需要添加不同类型的刀具, 也可使用“Import DXF”功能将刀具图导入来使用。这里我们选择在铣削刀具模式下自定义生成所需要的磨削刀具, 具体的参数定义见图3。

最后确定刀具的装夹点, 为了更为方便的装夹, 我们这里选择其中一端的刀柄末端作为装夹点, 其坐标为 (0, 0, 12) , 这时机床仿真模型的实体添加完毕, 如图4所示。

2 VERICUT的设置

机床的设置包括机干涉检查、初始位置设置、行程设置等。

2.1 干涉检查

机床设计完成后, 必须对运动部件进行干涉检查, 否则, 一旦发生事故, 轻则机床毁坏, 重则造成安全事故。在机床设置的碰撞检测中, 需要将忽略干涉的值修改为1.0。需要检测的项目有床身与X线性、Y线性, Y线性与夹具、毛坯, X线性与夹具、毛坯, 还有主轴与夹具、毛坯。完成这些定义后, 如果运动部件发生超过1.0 mm的干涉现象, 机床就会有报警提示。

2.2 初始化位置设置

机床在建模的过程中, 各运动部件的位置都是对于机床坐标来说的, 具有很强的随机性。因此, 我们需要对机床的初始位置进行设置, 点击工具栏, 选择设置中的位置设置选项, 选择机床台面作为初始机床位置, 并进行添加, 输入机床的初始化位置坐标 (-100, -35, -75) 。

2.3 机床行程设置

行程设置是定义机床各个运动轴的行程极限。在机床运行过程中, 如果编程不当或是其他原因导致机床超行程运动时, 机床就会自动报警显示。因此需要确定机床的有效加工范围, 避免加工中的“超程”。设定Z组件行程为 (400, -400) , 设定X组件行程为 (400, -400) , 设定Y组件行程为 (210, -210) 。

2.4 操作系统设置

Vericut数据库中自带有大量世界主流的数控机床控制系统, 比如西门子数控系统、FANUC数控系统、三菱数控系统等, 用户可以根据需要直接调用。结合本次仿真具体情况, 这里选择软件自带的FANUC 0控制系统——fan0m.ctl。

2.5 工件坐标系的设置

所谓的工件坐标系, 即固定于工件上的笛卡尔坐标系, 是编程人员在编制程序时用来确定刀具和程序起点的, 该坐标系的原点可由使用人员根据具体情况确定。这里我们选择G54工件坐标系, 为了方便编程, 将工件坐标系原点置于毛坯上, 具体位置即毛坯轨顶左下部分边缘线上的中点。

3 机床程序的编制

数控编程编写的主要内容包括:分析零件图样, 制定工艺方案, 数值计算, 编写零件加工程序等。

按照0GS系统的G代码编写要求, 编写毛坯的数控加工程序如下:

4 机床验证

检查完数控程序的正确性, 设置好干涉、超程、碰撞等识别颜色, 即可仿真加工。本文中, 仿真结果是通过动画表现出来的, 通过截图可以看到仿真加工后的模型, 如图5所示。通过测量及比较等工具, 显示加工模型不存在过切、残余材料等现象, 仿真结果与实际加工结果完全吻合。

5 结语

钢轨数控精磨机的加工仿真涵盖了机床运动学、加工刀具及加工工艺等多方面的知识。钢轨数控精磨机在生产实践中有很强的实用性和经济性, 有很好的应有前景。Vericut是一种基于机床的几何仿真, 但无法根据刀具及加工材料对加工过程中的切削力、温度、热流、残余应力等进行分析, 随着仿真技术的不断发展, 切削过程的微观仿真技术也会越来越成熟。

摘要：在数控机床研发阶段引入加工仿真可以检验机床的结构设计、验证加工程序、缩短开发周期、减少开发成本。通过分析数控钢轨精磨机的结构和运动, 基于仿形磨削原理, 依靠Vericut软件平台, 建立了钢轨精磨机的仿真模型, 进行了相关参数的设置, 编制了具体的仿真程序, 并进行了仿真加工。结果表明该钢轨精磨机结构设计合理, 满足功能要求。

关键词：钢轨精磨,仿真加工,Vericut

参考文献

[1]陈波, 赵福令.基于VERICUT的数控加工过程仿真技术[J].机械设计与制造, 2006, 6 (6) :58-60.

[2]朱正祥, 黄筱调.基于VERICUT的数控机床加工仿真与优化[J].现代制造工程, 2008 (3) :40-43.

[3]杨胜群.VERICUT数控加工仿真技术[M].北京:清华大学出版社, 2010.

VERICUT 篇8

关键词：Vericut,接口配置,应用

1 概述

VERICUT是由美国CGTech公司开发的面向制造业的数控加工仿真软件, 是当前全球数控加工程序验证、机床模拟、工艺优化软件领域的领先者, 该软件自1988年开始推向市场以来, 始终与世界先进的制造技术保持同步, 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术, 可以验证和检测数控程序可能存在的碰撞、干涉、欠切、过切、切削参数不合理等问题, 现已被广泛的应用于航空、航天、医疗、船舶、电子、机械、汽车、机车、模具与教学等行业中。

2 NXV的接口

NX与VERICUT无缝连接的接口简称NXV。采用人机交互式的友好界面方式, 通过使用NXV数据接口配置, 可以实现NX和Vericut之间的数据 (设计模型、夹具、毛坯、数控程序和刀具信息等这些几何数据) 传递, 简化数控程序仿真流程, 实现软件之间完美无缝联接, 使操作更加简单方便, 避免了二次输入这些信息时人为的出错及重复的工作, 使得设置、仿真及数控程序的优化等操作更加简单有效。有效地提高编程效率和保证了产品质量。

3 NXV的接口配置

Vericut提供的NXV接口是基于UG OPEN API二次开发的, 只要正确添加NX和Vericut的系统环境变量, 每次打开NX时, NX会自动的将NXV加载到NX的菜单里。选择桌面上我的电脑-右键-选择属性-高级-环境变量, 在弹出的窗口中的系统变量里新建下列四个系统环境变量:具体步骤如下:

3.1 CGTECH_INSTALL=C:cgtech70 (C:cgtech70为Vericut安装在C:盘)

3.2 CGTECH_PRODUCTS=%CGTECH_INSTALL%windows, (%CGTECH_INSTALL%windows为你的Vericut的安装目录) 。

UGII_VENDOR_DIR=C:cgtech70windowsnxNX4, (C:cgtech70windowsnxNX4为你的接口文件路径, 这个变量用于指向NXV菜单的位置) , 如图所示。

LSHOST=ARTCNC, (ARTCNC替换为你的完整计算机名称) , 如图所示。

4 NXV的接口启动

通过上述方法就可实现VERICUT和NX接口的无缝连接。启动NX软件并进入加工环境, 就可以看到NXV的菜单了。

5 结论

进NX入加工环境, 可以看到NXV图标为灰色, 只有在操作导航器中任意选择程序或程序组才可激活NXV图标, 否则不可用。

参考文献

[1]叶子.浅谈VERICUT6.2在UG NX4.0中的应用_CAM_产品创新数字化 (PLM) _3343.http://www.elecfans.com/analog/20110616202336.html, 2011, 6.