基于VERICUT数控机床仿真技术的探讨的应用.pdfVIP

I 基于VER OUT数控机床仿真技术的探讨与应用 航天科技集团公司五院五一三所李芳袁明 摘要本文介绍了数控加工仿真系统VERICUT的主要功能，并通过一台数控机床仿真模型的建立， 详细介绍了基于VERICUT虚拟加工仿真环境的建立过程；通过一个薄壁板类零件在此模型上进行的虚 拟仿真，探讨了机床仿真预测碰撞、测量尺寸等优点，为现实制造提供了一种新的思路。 关键词VERICUT；数控机床建模；虚拟仿真环境。 引言 随着计算机技术的高速发展，数控机床的应用日益广泛，航天器的大多数机械结构件都采用数控机 床进行高精度的加工，但是数控机床使用的数控程序无论手工编写或采用CAM软件自动生成都难以确 保准确无误，碰伤工件、刀具的现象时有发生，严重时甚至损坏主轴部件。传统的校验方法是空走刀或 试切，不仅浪费资源、效率低下，而且可能因加工过程中的干涉或碰撞造成经济损失。使用CAM编程 软件编程时，软件一般自带加工仿真模块，但只是模拟刀具与工件的相对运动，无法模拟整个机床系统 的运动；其次编程时，只能根据经验来判定工件的过切或欠切的大体情况，不能定性定量的判断出加工 表面的残留高度及过切欠切的问题，造成工件的返修、加工精度低，甚至工件报废。 拟制造及数控加工仿真软件。该软件自1988年问世以来，一直与世界先进的制造技术保持同步，始终 服务于制造业。它可以建立与实际生产加工中的数控机床完全一致的精确运动模型、模拟机床加工的全 过程，能真实反映加工过程中遇到的各种问题，包括加工编程的刀具运动轨迹、工件欠过切情况和刀、 夹具运动干涉等错误，有效的检验数控程序的正确性、可靠性，减少昂贵试切对机床、夹具、刀具和工 件毁坏的风险，避免耗时的机床空走刀运行，从而降低加工成本、提高生产效率。 I 1数控加工仿真系统VEROUT软件简介 1．1软件的主要功能【11 1．1．1提供三轴数控加工仿真和验证功能，通过仿真机床加工运动和切削过程及毛坯的变化，可检测出 碰撞干涉、错误走刀、超行程等错误，并记录在日志文件中。 1．1．2解读数控G代码文件，模拟机床和控制过程，使虚拟机床按照数控G代码来模拟实际生产中机床 的加工运动和虚拟的工厂环境。 1．1．3可对切削用量进行优化设计，以满足最少时间为目标函数及最大机床功率等为约束条件的要求。 1．1．4可以从NC刀具路径输出一个CAD兼容格式模型，随时修正设计模型或加工计划。 1．1．5提供四轴及五轴全方位的数控加工仿真、验证、优化功能。 1．1．6提供加工模型的检查、分析功能，可将加工模型与设计模型进行比较，确保工件精度符合要求。 行VERICUT系统。 368 1．2软件的优点 由于VERICUT软件可以进行精确地加工仿真并生成逼真、全方位的加工仿真动画，所以仿真过程 中可以发现很多和机床相关的实际问题，而这些问题和信息直接关系到编程人员加工程序的编制与生 成。同样，编程人员将这些问题和信息反馈给零件设计者之后，可以帮助他们对零件的可制造性和可加 工性进行重新评估和改进，确保零件在实际制造中不会出现因不可加工问题而中断加工的现象，从而提 高了生产效率，保证生产任务按时完成。除上述外，软件还有以下优点： 1．2．1可配置的碰撞检查允许在任意的机床元件、夹具、刀具和工件间进行碰撞检测，提前发现加工中的 问题。 1．2．2通过“自动比较”菜单显示的颜色变化可定性的评估加工过切欠切情况，或通过“测量”菜单可 定量的测量出NC程序的加工精度，从而判断NC程序是否正确。 1．2．3在加工过程中可以进行缩放、旋转等操作，动态的观察加工中的情况。 1．2．4可以作为一个培训软件系统，培训新操作工或编程员。 2数控加工仿真环境的建立 建立数控仿真环境就是在计算机上建立与真实加工环境相一致的数控机床本体、控制系统、刀具库、 夹具库等口1，通过添加／修改毛坯，调用数控程序，以实现零件的虚拟仿真加工。下面以美国哈斯VF．5SS 为例，介绍其在VERICUT中仿真环境的建立过程。该加工中心数控系统为HASS，其主要技术参数表 l所示： 表1 VF．5SS立式加工中心主要技术参数 参数名称 数值 单位 工作台 132lX584