1、西安交通大学CIMS中心数控机床加工仿真系统数控机床加工仿真系统VERICUT 的应用的应用西安交通大学先进制造技术研究所汇报提纲 一、一、VERICUT仿真系统简介仿真系统简介 二、在建立机床仿真加工环境过程中二、在建立机床仿真加工环境过程中 CAD、CAM、VERICUT三者之间的关系三者之间的关系 三、昆机三、昆机THM46100卧式镗铣加工中心卧式镗铣加工中心 虚拟样机的构建流程教学虚拟样机的构建流程教学西安交通大学先进制造技术研究所汇报提纲 一、一、VERICUT仿真系统简介仿真系统简介软件功能仿真目的VERICUT机床加工仿真过程西安交通大学先进制造技术研究所一、VERIVUT仿真
2、系统简介 1.1.软件功能：软件功能：l VERICUTVERICUT是一款专用的数控加工仿真软件，主要可是一款专用的数控加工仿真软件，主要可以实现以下功能：以实现以下功能： 仿真机床加工过程；仿真机床加工过程； 验证加工程序的正确性、合理性；验证加工程序的正确性、合理性； 监测监测加工过程中加工过程中的的碰撞碰撞现象现象； 检验加工零件的过切、欠切；检验加工零件的过切、欠切；西安交通大学先进制造技术研究所一、VERIVUT仿真系统简介2.2.加工仿真的加工仿真的目的目的：检验加工零件的过切、欠切现象降低生产成本提高生产效率监测加工过程中的碰撞问题提高生产安全性优化数控加工程序机床运动仿真西安
3、交通大学先进制造技术研究所一、VERIVUT仿真系统简介 3.VERICUT3.VERICUT机床加工仿真过程：机床加工仿真过程：l运用运用VERICUTVERICUT系统进行机床加工仿真，一般操系统进行机床加工仿真，一般操作步骤如下：作步骤如下：（1）虚拟数控机床建模（2）毛坯、夹具建模（3）刀具建模（4）设置系统参数（5）加工仿真（6）仿真结果分析与优化西安交通大学先进制造技术研究所汇报提纲 二、在建立机床仿真加工环境过程中二、在建立机床仿真加工环境过程中CAD、CAM、VERICUT三者的应用和之间的关系三者的应用和之间的关系CAD的应用CAM的应用VERICUT的应用数控加工仿真流程
4、西安交通大学先进制造技术研究所二、CAD、CAM、VERICUT的关系滑鞍滑鞍旋转工作台旋转工作台主轴箱主轴箱滑座滑座床身床身+立柱立柱主轴主轴1.CAD软件的应用软件的应用构建机床各个部件的三维几何模型构建机床各个部件的三维几何模型西安交通大学先进制造技术研究所二、CAD、CAM、VERICUT的关系l 机床模型简化：机床模型简化：（1）模型简化的目的： 提高提高VERICUTVERICUT仿真效率仿真效率（2）模型简化的原则： 按照坐标轴的定义方式，把机床模型划分成各个组件按照坐标轴的定义方式，把机床模型划分成各个组件 对机床内部模型进行简化，例如传动机构，小的零部对机床内部模型进行简化，
5、例如传动机构，小的零部件件保持机床外观与原始机床一致保持机床外观与原始机床一致Notice：完成模型简化后，各组件模型保存为STL格式。（精度不必选择很高，取默认值即可）1.CAD软件的应用软件的应用构建机床各个部件的三维几何模型构建机床各个部件的三维几何模型西安交通大学先进制造技术研究所二、CAD、CAM、VERICUT的关系2、CAM软件的应用软件的应用生成生成G代码加工程序和代码加工程序和 加工工艺参数加工工艺参数西安交通大学先进制造技术研究所二、CAD、CAM、VERICUT的关系3、VERICUT的应用的应用提供仿真加工环境提供仿真加工环境包含有NC程序验证模块、机床运动仿真模块、优
6、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 西安交通大学先进制造技术研究所二、CAD、CAM、VERICUT的关系关系总图关系总图CAD软件软件CAM软件软件数控机床加工仿真系统数控机床加工仿真系统VERICUT机床模型机床模型数控程序数控程序数控机床加工过程数控机床加工过程仿真、校验、优化仿真、校验、优化西安交通大学先进制造技术研究所二、CAD、CAM、VERICUT的关系4.数控编程与加工过程仿真系统的流程图数控编程与加工过程仿真系统的流程图西安交通大学先进制造技术研究所汇报提纲 三、昆机三、昆机THM46100卧式镗铣加工中心卧式镗铣加工中心 虚拟加工
7、仿真系统的构建流程教学虚拟加工仿真系统的构建流程教学前期准备仿真系统构建西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例l前期准备：前期准备：1.机床各运动部件三维CAD模型的准备2.零件加工数控程序的准备lTHM46100卧式镗铣加工中心虚拟仿真环境构建：卧式镗铣加工中心虚拟仿真环境构建：步骤一：创建仿真机床模型步骤一：创建仿真机床模型步骤二：毛坯、夹具建模步骤二：毛坯、夹具建模步骤三：步骤三：创建刀具库创建刀具库步骤四：设置仿真系统参数步骤四：设置仿真系统参数步骤五：加工仿真步骤五：加工仿真步骤六：仿真结果分析与优化步骤六：仿真结果分析与优化西安交通大学先进制造技术研
8、究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例步骤一：创建仿真机床模型步骤一：创建仿真机床模型l根据实际机床的各部件的运动从属关系创建机床运动学模型 THM46100总体布局总体布局1.1.分析机床各组件之间的相对运动分析机床各组件之间的相对运动情况：情况：（1）滑鞍沿龙门导轨横向移动（2）滑座沿床身导轨纵向移动（3）工作台绕自身回转中心转动（4）主轴箱沿滑鞍导轨上下移动 西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例2.2.创建组件树创建组件树 Component TreeComponent Treel定义机床各个运动轴和刀具、夹具、毛坯（1）定义线性轴 Z轴：滑座 X
9、轴：滑鞍 Y轴：主轴箱（2）定义回转轴 B轴：旋转工作台（3）其他 Base、Spindle、Tool、Fixture、 Stock、Design西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例3.3.导入三维机床模型导入三维机床模型l所添加的模型文件即为之前所准备的STL格式的机床三维CAD模型。 西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例通过增加模型Model到组件，使组件具有3D尺寸和形状，从而把机床样机搭建起来。 THM46100总体布局总体布局西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例4.配置数控系统配置数
10、控系统l 利用VERICUT自带的数控系统库，根据需要进行选择、修改和 配置。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例5.加载数控程序加载数控程序西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例步骤二：毛坯、夹具建模步骤二：毛坯、夹具建模l毛坯建模：西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例l夹具建模：为了检测夹具与机床的其他运动部件之间的干涉和碰撞。起到夹持工件的作用，提高仿真环境的真实性。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例Notice： 1.对于形状复杂的毛坯、夹具，须从外部
11、CAD环境导入到VERICUT仿真环境中。与机床模型导入不同的是：在保存STL格式的文件时，必须选择比较高的精度。 2.保存为STL格式文件时通常情况下两个参数Angle control、Chord Height都输入0，此时系统会自动分配最高的精度。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例步骤三：创建步骤三：创建VERIVUT刀具库刀具库 l 刀具是机床进行加工的一种重要工具，VERICUT仿真加工前，应先建立刀具库文件，仿真时再经过适当编辑，即可直接采用。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例刀具示例：刀具示例：双刃镗刀双刃镗刀
12、球头铣刀球头铣刀单刃镗刀单刃镗刀立铣刀立铣刀面铣刀面铣刀钻头钻头西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例加载刀具库加载刀具库西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例l 完整的虚拟样机完整的虚拟样机 通过添加机床各运动部件和夹具、毛坯的三维实体模型，加载数控程序，配置控制系统和刀具库，THM46100卧式镗铣加工中心的虚拟样机就搭建完成了。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例步骤五：配置仿真参数步骤五：配置仿真参数 1.设置机床干涉检查 2.设置机床行程 3.其他设置 4.定义G54加工坐标系西安交通大
13、学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例1.设置机床干涉检查设置机床干涉检查设置机床干涉检查的目的： 为了检验加工程序的正确性，防止机床各个运动部件之间发生碰撞。主要内容有：主轴、刀具、工件、夹具、工作台等之间的防碰撞检查。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例2.设置机床行程设置机床行程l 设置机床行程的目的： 为了检验加工程序的正确性，防止机床各个运动轴超行程。 西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例3.其他设置其他设置l 运动轴优先级设定:西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心
14、实例4.定义定义G54加工坐标系加工坐标系l G54指令的作用：实现加工坐标系和编程坐标系（零件坐标系）的重合，相当于真实机床中的对刀作用。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例步骤五：加工仿真步骤五：加工仿真西安交通大学先进制造技术研究所仿真结果分析与优化步骤六：仿真结果分析与优化步骤六：仿真结果分析与优化 l利用AUTO-DIFF功能，将VERICUT仿真模型与设计模型进行比较，检查仿真加工的过切或欠切等。Notice：VERICUT中碰撞、过切、欠切等错误信息都以红色显示。西安交通大学先进制造技术研究所仿真结果分析与优化l调用进给率和转速优化模块OptiP
15、ath ，可以对数控程序进行优化，生成在最短时间完成工件加工的最佳刀位轨迹。西安交通大学先进制造技术研究所三、THM46100卧式镗铣加工中心实例优化后仿真加工优化后仿真加工西安交通大学先进制造技术研究所结束语 希望通过此次介绍希望通过此次介绍THM46100卧式镗铣卧式镗铣加工中心的虚拟样机的搭建流程，使同学加工中心的虚拟样机的搭建流程，使同学们对们对VERICUT加工仿真软件有一个初步的加工仿真软件有一个初步的了解，基本掌握如何针对一台已有的数控了解，基本掌握如何针对一台已有的数控机床在计算机上建立其虚拟加工仿真环境机床在计算机上建立其虚拟加工仿真环境，并进行加工仿真和程序验证。，并进行加工仿真和程序验证。西安交通大学先进制造技术研究所 谢谢！谢谢！谢谢
