基于VERICUT的虚拟制造技术_虚拟制造_先进制造技术_311

1、基于VERICUT的虚拟制造技术_虚拟制造_先进制造技术0 引言    VERICUT由美国CGTECH公司开发，可运行于Windows及UNIX平台的计算机上，具有强大的三维加工仿真、验证、优化等功能。作者通过典型实例分析了基于VERICUT的仿真全过程。    目前市面上的仿真软件很多，但是根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与其的不同大体有以下几个方面：  &

2、#160; (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，VERICUT的通用性是其他仿真软件所不能比的。    (2) 模拟过程中的任何阶段都可以把结果保存下来，在编排加工工艺中可以直接应用。分析过切量、残留量都有非常精确的数据报告，目前只有VERICUT有这一功能。    (3) VERICUT优化模块的多种优化方法非常独特，至今没有发现别的软件可以和它相比。该模块特别适合于高速铣，可以使刀具的切削抗力始终恒定，同时极大提高效率，是高速铣必选模块。  

3、  (4) 目前只有VERICUT可以输出基于IGES文件格式的模型，因此，在处理大型的程序时速度不会下降。而别的好一点的仿真软件也只能基于STL文件格式，处理大程序时会非常慢。    (5) VERICUT还有IGES转换器、曲面偏置实体、PolyFix、二进制APTCL转换器、G代码转换成APT格式等实用工具。2 仿真实例    2.1 机床设备及刀具    以FADAL VMCIO加工中心实验(实验十一：加工中心子程序编程口1)为实例。    (1) 数控机床

4、：美国法道集团生产的VMCl0三坐标立式镗铣数控加工中心，主轴电机功率PE=5595W，主轴转速n=756350mmmin。    (2) 工件材料：铝制板料，毛坯尺寸为120mm×120mm×20mm。    (3) 刀具描述：T1为th20mm立铣刀；T2为6mm麻花钻。   仿真加工过程如图1所示。图1 仿真加工过程    2.2 数控G一代码程序的生成    在使用VERICUT时有以下几种生成数控程序的方法：翻开一个已经存在的

5、数控程序文件，在VERICUT中对其进行修改，如图2所示。在Windows下翻开记事本，进行数控程序的编写，然后保存时将扩展名更改为.mcd，最后在VERICUT中调用即可。VERICUT可以直接调用其他CADCAM软件(Mastercam，CAXA制造工程师等)自动编程所生成的数控加工程序(G一代码)。图2 数控程序的修改    2.3 机床的建模    先建立机床的部件树(Component Tree)模型，然后再建立其几何模型，从而得到机床的仿真模型。在运动学模型的根底上，依运动链的顺序按实际的外形尺寸为每个运动部件添加表示其形

6、状特征的几何模型。立方块、圆柱体和圆锥体可通过VERICUT中的参数直接定义，这些简单形状的提供大大加快了机床仿真的速度和优化了机床的显示和消隐。复杂零件的三维实体模型可通过ProE或Solidworks等软件生成STL文件，再调入VERICUT软件的机床仿真系统。因为机床仿真系统可以直接解读STL文件，所以利用该软件与其他CAD软件的良好接口，使复杂三维实体的建模变得简单、高效、逼真。如纵向工作台X的几何模型(图3)较复杂，就是用SolidWorks 2001+建模生成STL文件，然后在VERICUT中调入而成。图3 工作台的几何模型    建模方法可建立底座、

7、工件、夹具等部件中各个零件的几何模型，并进行添加、修改和删除，如图4所示。图4 组件窗口    2.4 定义控制系统    通过菜单SetupControl可以定义机床处理机床代码的数控系统，VERICUT支持处理EIA Std RS274标准的M代码和G代码格式数据信息。所有的与控制相关的信息都保存在控制文件Control file中，控制文件可以与其他具有相同或相似的数控特征的机床结合起来。    根据地址为文字分组并执行相应操作方式通过Setup MeNUcontrolWordAddress使文字与

8、地址相对应、分组，然后通过调用CGTech或用户提供的宏Macros配置执行一种或多种操作。控制设置ControlSettings和高级选择控制Advanced Controloptions菜单Setup MenuControlsettingsAdv.Options提供简易的方法来设置典型的数控操作方式，和更多的控制性能，如指定子程序、执行关键事件处理功能、替换文本等。    例如：只考虑一段G代码程序：“，如图5所示。图5 定义控制系统    (1)假定G、X、Y和F已经定义，这段程序被分解为片段：N20，G1，X1.0，Y2.0，

9、F100.0；    (2)“Specials中“N20解释为“N*，调用宏“Sequence；    (3) “States中包含机床声明，例如运动方式、加工平面、系统单位等，如解释“G1为直线运动并图5定义控制系统调用宏“MotionLinear；    (4)“Cycles检查是否有相关代码循环处理；    (5)“Registers根据程序段中列出的顺序调用宏： “调用宏“XAxisMotion并设置x轴“，“调用宏“YAxisMotion并设置y轴“，“调用宏“Fe

10、edRate并设置进给速率“；    (6)VERICUT仿真执行由调用的宏的相关功能，从当前位置以100的进给速率运动到X=1，Y=2。    2.5 仿真实例    (1) 在VERICUT中新建一个工程，选择控制系统(FADAL VMCl0.ctl)和机床(FADAL VMCIO.mch)，如图6所示。图6 选择控制系统和机床    (2) 创立毛坯模型并且调整其在机床坐标系的位置，如图7所示。图7 创立毛坯    (3) 建立实例所需的5个工件坐标系，如图8所示。图8 建立工件坐标系    (4) 编辑工件坐标系在机床坐标系中的位置和设置各参数，如图9所示。图9 工件坐标系参数设置    (5)选择加工所用到的刀具，如图lO所示。图10 选择刀具    (6) 添加数控程序