04第二章 多轴联动加工VERICUT仿真环境构建

VERICUT软件在多轴数控加工仿真中的核心应用

教

师：

[教师姓名]日

期：202X年X月多轴联动加工方法及CAM基础

教

师：

[教师姓名]日

期：202X年X月VERICUT软件在多轴数控加工仿真中的核心应用01

VERICUT软件及仿真环境要素概述

02

VERICUT仿真环境"5+1"要素配置

03

仿真前运动测试与加工仿真操作

04

叶轮零件五轴加工仿真案例

目录C

O

N

T

E

N

T

S 操作界面示例

机床3D模型/程序列表/

MDI窗口全流程仿真验证提供碰撞干涉检查、过切与欠切分析及NC程序优化功能

，精确验证刀路

轨迹与机床运动逻辑。核心应用价值消除加工安全隐患

，替代物理试切成本

，有效保护昂贵机床与刀具

，确保工件表面质量并显著提升加工效率。数控虚拟加工标杆由美国CGTech公司开发

，能够构建并模拟真实的机床、毛坯及装夹结构，支持从两轴到多轴复杂数控加工的全程仿真。VERICUT软件简介VERICUT仿真环境的构建需要配置5个基础文件要素与1个核心设置要素，支持选用现有模型或二次开发定制。+1

坐标系偏置加工坐标系的偏置设置（对刀），连接虚拟与现实。控制系统文件控制系统的

.ctl

文件，模拟数控系统逻辑。机床模型文件数控机床模型的

.mch

文件，定义

机床运动结构。刀具系统文件加工用刀具系统的

.tls

文件，包

含刀具几何参数。NC程序文件CAM软件输出的G代码或刀路文件，

驱动机床运动。夹具与毛坯真实的夹具模型与待加工毛坯部件，还原装夹环境。VERICUT仿真环境"5+1"要素概述系统提供大量预制机床结构模型并支持用户根据实际设备进行次四

系统机床库示例展示三种不同类型数控机床的3D模型结构 控制系统配置要点确保控制系统能正确解读代码并实施插补，需重点配置以下菜单项：1

文字格式

-定义数据格式与语法规则2

字/地址

-激活指令代码及地址限制3

控制设定

-设定插补、循环及坐标系 机床模型选配逻辑在系统机床库中选用模型时

，核心在于判断模型结构与实际机床是否匹配。必须展开机床组件树

，仔细察看组件间的“父子”逻辑关系

，确保运动链与物理机床一致。选配机床模型及控制系统

二轴车床

第一家族

主轴>

附件夹具

>

工件

第二家族

Z轴

X轴

>刀具

立式加工中心

(+A轴)

第一家族

Z轴

>刀具

第二家族

Y

>X

>A轴

>工件

三轴床身铣床

第一家族

Z轴>主轴

>

刀具

第二家族

Y轴>X轴

>夹具工件

卧式加工中心

(+B轴)

第一家族

Y轴>刀具

第二家族

Z>X

>

B轴工件第一家族

Z轴

五轴机床组件结构示意图清晰展示各轴与组件的物理连接逻辑

五轴加工中心

(A+C)主轴

>刀具X

A轴

>C轴

>

工件

车削中心

第一家族

C轴

主轴>工件

第二家族

Z轴>X轴

>刀塔刀具常见机床“父子”逻辑关系汇总第二家族

Y 导入实体模型需事先根据机床转台构建出AC摆台3D实体模型，并将其导入到

VERICUT软件环境中。 构建轴系部件在X工作台组件下添加定轴旋转部件（属性设为A轴），并在A轴下添加动轴旋转部件（属性设为C轴）。本实训选用

HMC-200i

双摆台五轴机床模型，并配置

HNC-848B

控制系统。需按照严格的逻辑顺序构建仿真环境。 挂载零件模型将对应零件模型挂载至相应轴部件。例如将零件1添加至C轴，零件2、3、4添加至A轴，其余座架添加至X轴。五轴转台结构分解图中展示了包含多个组件（标注1-4）的机械模型，直观展示了各轴部件与

零件的装配逻辑关系。五轴机床模型搭建步骤132 位置调整与建模规范•

调整方式：通过属性面板进行移动、旋转、组合配对等操作，调整模型空间位置。•

建模要求：多轴加工时模型需严格贴合现场实际结构。•

干涉检查：

内部结构可简化，但外部所有可能产生干涉的部件必须真实表达。 组件添加与模型来源•

操作入口：在项目树对应组件（Fixture/Stock）节点右键选择

“添加模型

”。•

模型来源：支持基本几何实体搭建、2维线架旋转/扫描构建，或直接调用外部STL/PRT文件。•

隶属关系：Stock为可切削毛坯，

Fixture为不可接触刀具的夹具。夹具与毛坯组件配置三种配置方式1.打开现有刀具库TLS文件2.刀具管理器创建/编辑数据3.调用CAM软件定义数据关键匹配要求刀具ID标识、长度补偿号(H)、半径补

偿号(D)必须与NC程序中的 Txx/Hxx/Dxx

编号完全一致。*提示：可通过

“

自动装夹

”规范刀柄位置，通过

“

自动对刀

”设置刀位点。

程序编辑功能程序文件调入后，双击即可在软件内显示代码内容；支持直接编辑修改G

代码指令，编辑完成后需保存以更新仿真数据。

调入步骤详解•

在项目树

“数控程序

”处右键选择

“添加数控程序文件

”。•

主/子程序结构：在

“数控子程序

”处右键添加后缀为

.SUB

的文件。•

支持主、子程序合并在同一文件内的格式输出。

支持程序类型VERICUT支持基于CAM软件输出的S代码程序（后置NC程序）

及部分CAM软件输出的刀路文件（如APT、

UG

NX的CLS等前置数据）。NC程序与刀具系统配置

NC程序调入与管理 加工刀具系统配置..

●

VERICUT

-Project

Settings 对刀核心逻辑VERICUT中的对刀无需实际碰边找正

，只需设置程序零点与刀具偏置关系，即告知系统从刀具零点到编程零点的偏移量。01

坐标系原点设定 在项目树坐标系统处点击添加坐标系

配置区选择

“构造”→

“原点

”，点击右侧按钮 在毛坯模型上点选拟作为程序零点的特征点

点击

“更新

”按钮完成原点设定02

对刀偏置设置点选“G代码偏置

”，添加

“程序零点

”或

“工作偏置

”对刀及坐标系偏置设置四图示：VERICUT软件中五轴机床坐标系及工作偏置设置界面操作界面预览

1

行程极限与超程检查

参数参照：需严格参照机床参数设置五轴行程极限，确保仿真环境

与物理机床一致。

功能启用：勾选

“超程检查

”并取消

“允许运动超出行程

”

，启动实

时监控。

警示反馈：超程时机床模型显示红色警示，底部日志区同步输出

错误信息。

2

MDI

手工输入运动测试

手动进给：选择运动轴、设定步距，点击按钮检查各组件运动方向是否正确。</>程序执行：支持单行指令输入执行，或复制多行程序至列表区顺

次/连续执行。

功能验证：通过MDI预检查机床各轴运动关系及控制指令功能，

确保仿真准确性。五轴运动行程设置与MDI运动测试

仿真控制核心功能连续方式自动连续运行单步方式逐行执行程序暂停/重置中断或回原点速度调节左侧滑块控制添加新工位通过

“项目

”菜单选择

“增加新工位

”

，或在现有工位处右键进行

“拷贝

”与

“粘贴

”

，建立新的仿真节点。坐标系与接续仿真重新设定新工位的工件坐标系（G54/G55等），确认无误后启动接续仿真，验证后续加工

程序。毛坯传递与装夹启用毛坯传递功能，将上一工位加工后的中间态毛坯自动载入，并调整其在新夹具中的装夹

位置。修改工位配置根据新工序要求，调整机床状态、夹具安装位置及组件可见性，确保环境与实际加工一致。加工仿真启动与多工位设置 多工位加工仿真流程适用于零件翻面、调头等接续加工场景的仿真配置1342

●VERICUT

-

仿真监控视图 数控程序监控通过

“信息

”菜单显示NC程序内容

，支持代码与轨迹的同步预览。可实时复查当前执行的指令段

，确保程序逻辑的正确

性与安全性。 实时状态反馈动态展示机床各轴坐标位置、刀具参数及当前加工状态。及

时捕获并显示错误警告信息

，帮助操作者快速定位潜在问

题。 切削参数图表利用可视化图表分析切削深度、进给速度、主轴转速及材料去除率等关键参数的变化曲线，为工艺优化提供数据支持。加工仿真信息监控 案例一：刀柄碰撞工件

现象T1刀具在执行G83钻孔循环期间，刀柄前端与工件上表面发生碰撞。

原因刀具定义参数设置不当，刀具悬伸长度小于实际钻孔深度。

策略修改刀具系统文档，加大刀具悬伸长度，并重构刀位点与装夹定位点间的关系。碰撞检测反馈机制仿真过程中系统通过日志器显示警示信息与图形区出现红色痕迹双重方式实时反馈干涉状态。干涉碰撞检查及调整案例

执行语句时刀具以快速定位速度切入工件案例二：G0速度切除工件NC程序载入载入包含RTCP

控制指令的五轴加工G代码程序

，用于验证多轴联动加工轨迹的正确性。对刀与RTCP设置将程序零点设定在毛坯上表面中心

，并在机床控制设定中启用RTCP功能

，完成仿真前的关键环境配置。毛坯与夹具组件构建导入CAM

生成的叶轮毛坯STL

模型

，

按工程图构建芯轴与三爪卡盘

，

在VERICUT中完成组件的虚拟装配与定位。机床模型与控制系统选用

HMC-200i双摆台五轴机床模型

，

并配置

HNC-848B控制系统文件(.ctl)

，确保仿真逻辑与实际设备一致。刀具系统参数设置创建BT30规格刀柄模型

，精确设置刀具长度、

刃长及悬伸量

，确保与CAM刀路设计数据完全匹配。叶轮零件五轴仿真环境构建G到

更换刀柄规格：将

Ф42×70

更换为

Ф28×100(BT30)，消除主轴干涉。个加长悬伸

(Φ10平底刀)：悬伸长度调整至至少

61mm。个加长悬伸

(Φ8球刀)：悬伸长度调整至至少

65mm。工艺优化参数优化与效率提升 典型案例：主轴与刀柄干涉调整策略问题描述：在加工叶轮槽侧面时，主轴及刀柄前端与工件外弧面发生碰撞干涉。机械干涉碰撞与超程检测加工精