數(shù)控車削加工教學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真-教學(xué)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、.wd.wd.wd.數(shù)控車削加工教學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真教學(xué)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要基于VERICUT的建模技術(shù)，分析虛擬機(jī)床的整個(gè)建模過程。以數(shù)控車削機(jī)床作為實(shí)例，應(yīng)用了Pro/e軟件的三維實(shí)體建模和典型零件的圖形編程，在VERICUT平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)控車削模擬仿真加工。本文提出的數(shù)控車削加工教學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真，對(duì)數(shù)控加工仿真的假設(shè)干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展了研究，以此為根基建設(shè)了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)并應(yīng)用到教學(xué)中。學(xué)生利用此系統(tǒng)可以在計(jì)算機(jī)上模擬加工環(huán)境和數(shù)控加工的過程，校驗(yàn)整個(gè)機(jī)床加工過程和加工程序的準(zhǔn)確性，來幫助學(xué)生去除編程錯(cuò)誤和優(yōu)化切削參數(shù)，從而提高加工效率。關(guān)鍵詞： VERICUT ，Pro/e，數(shù)控加工仿真CNCTURNI

2、NG SIMULATION TEACHING TEACHING SIMULATION SYDTEM DEISIGNABSTRACTBased onVERICUTs modeling techniques，analysis of the entire virtual machine modeling process. CNC turning machine to as an example，application of the Pro/e software， the typical three-dimensional solid modeling and graphical programmin

3、g components， VERICUT platform in NC machining simulation turning.In this paper， the teaching of CNC Turning Simulation， NC Machining Simulation of a number of key technologies have been studied， As a basis for the establishment of the NC machining simulation system and applied to teaching.Students

4、use this system can be simulated on the computer processing environment and the CNC machining process，Check the entire machining process and the accuracy of processing， To help students to clear the programming errors and optimize the cutting parameters， Thereby enhancing the processing efficiency.K

5、EYWORDS: VERICUT ，Pro/e， CNC Machining Simulation目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231793949摘要 PAGEREF _Toc231793949 h IHYPERLINK l _Toc231793950ABSTRACT PAGEREF _Toc231793950 h IIHYPERLINK l _Toc231793952第一章緒論 PAGEREF _Toc231793952 h 1HYPERLINK l _Toc2317939531.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與開展1 PAGEREF _Toc231793953

6、h 1HYPERLINK l _Toc2317939541.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) PAGEREF _Toc231793954 h 1HYPERLINK l _Toc2317939551.3 數(shù)控仿真技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc231793955 h 2HYPERLINK l _Toc2317939561.4 數(shù)控仿真系統(tǒng)開展趨勢(shì)8 PAGEREF _Toc231793956 h 3HYPERLINK l _Toc2317939571.5本課題的研究?jī)?nèi)容及方法 PAGEREF _Toc231793957 h 4HYPERLINK l _Toc231793958第二章數(shù)控車床選擇及

7、其建模 PAGEREF _Toc231793958 h 5HYPERLINK l _Toc2317939592.1 選擇數(shù)控車床 PAGEREF _Toc231793959 h 5HYPERLINK l _Toc2317939602 .2 選用三維建模軟件 PAGEREF _Toc231793960 h 6HYPERLINK l _Toc2317939612.2.1 典型三維建模軟件簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc231793961 h 6HYPERLINK l _Toc2317939622.1.2采用Pro/e對(duì)數(shù)控車床建模 PAGEREF _Toc231793962 h 7HYPERLINK

8、 l _Toc231793963第三章 VERICUT仿真軟件與其它仿真軟件的比較 PAGEREF _Toc231793963 h 8HYPERLINK l _Toc2317939643.1 VERICUT軟件在加工仿真方面的特點(diǎn) PAGEREF _Toc231793964 h 8HYPERLINK l _Toc2317939653.1.1功能 PAGEREF _Toc231793965 h 8HYPERLINK l _Toc2317939663.1.2在數(shù)控機(jī)床加工過程的應(yīng)用 PAGEREF _Toc231793966 h 8HYPERLINK l _Toc2317939673.2其它數(shù)控仿

9、真軟件的特點(diǎn) PAGEREF _Toc231793967 h 10HYPERLINK l _Toc231793968第四章在VERICUT中的切削仿真 PAGEREF _Toc231793968 h 11HYPERLINK l _Toc2317939694.1創(chuàng)立一個(gè)車削工程 PAGEREF _Toc231793969 h 11HYPERLINK l _Toc2317939704.1.1加載車床整體模型 PAGEREF _Toc231793970 h 11HYPERLINK l _Toc2317939714.1.2加載車床控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc231793971 h 23HYPER

10、LINK l _Toc2317939724.1.3創(chuàng)立車刀 PAGEREF _Toc231793972 h 24HYPERLINK l _Toc2317939734.1.4添加毛坯 PAGEREF _Toc231793973 h 26HYPERLINK l _Toc2317939744.1.5選擇加工程序 PAGEREF _Toc231793974 h 27HYPERLINK l _Toc2317939754.1.6添加一個(gè)刀具庫 PAGEREF _Toc231793975 h 27HYPERLINK l _Toc2317939764.1.7為加工程序零點(diǎn)創(chuàng)立一個(gè)坐標(biāo)系 PAGEREF _To

11、c231793976 h 28HYPERLINK l _Toc2317939774.2 VERICUT切削仿真 PAGEREF _Toc231793977 h 28HYPERLINK l _Toc2317939784.2.1 圓柱毛坯在VERICUT車削仿真 PAGEREF _Toc231793978 h 28HYPERLINK l _Toc2317939794.2.2發(fā)現(xiàn)并檢查錯(cuò)誤 PAGEREF _Toc231793979 h 30HYPERLINK l _Toc231793980第五章 VERICUT仿真軟件在教學(xué)上的應(yīng)用 PAGEREF _Toc231793980 h 33HYPERL

12、INK l _Toc23179398151 VERICUT仿真軟件在教學(xué)上的應(yīng)用 PAGEREF _Toc231793981 h 33HYPERLINK l _Toc2317939825.1.1在VERICUT中圖形界面的構(gòu)建 PAGEREF _Toc231793982 h 33HYPERLINK l _Toc2317939835.1.2干預(yù)分析 PAGEREF _Toc231793983 h 34HYPERLINK l _Toc2317939845.1.3 優(yōu)化刀具軌跡控制 PAGEREF _Toc231793984 h 35HYPERLINK l _Toc231793985第六章結(jié)論 PA

13、GEREF _Toc231793985 h 36HYPERLINK l _Toc231793986參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc231793986 h 37HYPERLINK l _Toc231793987附錄1 局部數(shù)控程序 PAGEREF _Toc231793987 h 39HYPERLINK l _Toc231794062附錄2 三維建模圖 PAGEREF _Toc231794062 h 43HYPERLINK l _Toc231794063致謝 PAGEREF _Toc231794063 h 45第一章 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與開展1微電子技術(shù)，自動(dòng)信息處理，數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)

14、算機(jī)的開展，給自動(dòng)化帶來了新的概念，推動(dòng)了機(jī)械制造自動(dòng)化的開展。采用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)展機(jī)械加工的思想，最早在20世紀(jì)40年代提出的，當(dāng)時(shí)美國(guó)的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商帕森公司在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)試驗(yàn)室的協(xié)助下，經(jīng)過三年時(shí)間的研究，于1952年試制成功世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)。這是一臺(tái)采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床，這便是數(shù)控機(jī)床的第一代。在早先的數(shù)控機(jī)床都采用專用控制計(jì)算機(jī)的硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)，裝有這類數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床為普通數(shù)控機(jī)床(簡(jiǎn)稱NC機(jī)床)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降。小型計(jì)算機(jī)開場(chǎng)取代專用數(shù)控計(jì)算機(jī)，數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。這樣的數(shù)控系統(tǒng)稱為計(jì)算

15、機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱CNC)。近20年來，微處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到了飛速開展和廣泛應(yīng)用。1.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)隨著社會(huì)的開展和技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)今制造業(yè)正朝著自動(dòng)化、柔性化、集成化和智能化的方向開展，由此誕生了許多先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式。虛擬制造(VM：virtual manufacturing)是利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等對(duì)真實(shí)產(chǎn)品的制造進(jìn)展動(dòng)態(tài)模擬，使產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、工藝方案、調(diào)度方案、后勤供應(yīng)以及財(cái)會(huì)、采購和管理等一種集成的、綜合的制造環(huán)境，在真實(shí)產(chǎn)品的制造活動(dòng)之前，就能預(yù)測(cè)產(chǎn)品的功能以及制造系統(tǒng)狀態(tài)，從而可以做出前瞻性的決策和優(yōu)化實(shí)施方案2。虛擬制造是應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需求，在強(qiáng)調(diào)

16、柔性和快速的前提下，由美國(guó)在80年代后期提出并得到迅速開展的一個(gè)新思想。虛擬制造技術(shù)涉及面很廣，諸如環(huán)境構(gòu)成技術(shù)、過程特征抽取、元模型、集成根基構(gòu)造的體系構(gòu)造、制造特征數(shù)據(jù)集成、多學(xué)科交駐功能、決策支持工具、接口技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、建模與仿真技術(shù)等。仿真技術(shù)是虛擬制造的核心技術(shù)之一，是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過抽象和簡(jiǎn)化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的根基上運(yùn)行此模型，從而得到系統(tǒng)一系列的統(tǒng)計(jì)性能。由于仿真是以系統(tǒng)模型為對(duì)象的研究方法，而不干擾實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)，同時(shí)仿真可以利用計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算能力，用很短時(shí)間模擬實(shí)際生產(chǎn)中需要很長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)周期，因此可以縮短決策時(shí)間，防止資金、人力和時(shí)間的浪費(fèi)。計(jì)算

17、機(jī)還可以重復(fù)仿真，優(yōu)化實(shí)施方案。目前仿真技術(shù)應(yīng)用的范圍很廣，如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、生物領(lǐng)域、機(jī)械制造等領(lǐng)域，都得到了相當(dāng)廣泛的研究、開發(fā)和應(yīng)用。在機(jī)械制造領(lǐng)域，可以虛擬零件的加工過程，來檢驗(yàn)零件設(shè)計(jì)的合理性和經(jīng)濟(jì)性，可以建設(shè)零件和產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)，來檢驗(yàn)整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化模型。仿真的 基本步驟為：研究系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)建設(shè)系統(tǒng)模型確定仿真算法建設(shè)仿真模型運(yùn)行仿真模型輸出結(jié)果并分析3。數(shù)控加工仿真是先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的重要組成局部。數(shù)控加工仿真涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、機(jī)械加工、數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科，是CADCAM到機(jī)床實(shí)際加工的驗(yàn)證關(guān)口。通過計(jì)算機(jī)模擬加工過程，從而防止實(shí)物試切；找出加工過程的缺陷，以便設(shè)

18、計(jì)人員優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)，從而縮短零件合理設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高零件設(shè)計(jì)成品的效率。數(shù)控加工仿真技術(shù)為驗(yàn)證數(shù)控程序的可靠性及預(yù)測(cè)切削過程提供強(qiáng)有力的工具，目前正朝著模型的準(zhǔn)確化，仿真計(jì)算實(shí)時(shí)性和圖形顯示的真實(shí)感方向開展。1.3 數(shù)控仿真技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外在數(shù)控加工過程仿真方面作了許多工作4-6，美Maryland大學(xué)開發(fā)了用于培訓(xùn)數(shù)控操作人員的虛擬數(shù)控機(jī)床仿真器。作為該方案的一局部，美國(guó)NIST也開展了虛擬機(jī)床的研究。美國(guó)Houston大學(xué)研制了一個(gè)NC車床仿真器，可建設(shè)出二維車床模型，模擬車床操作，用于培訓(xùn)學(xué)生NC車削加工編程技術(shù)。韓國(guó)TurboTEK公司開發(fā)出面向培訓(xùn)的虛擬數(shù)控銑削加工環(huán)境，能

19、夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控加工的幾何仿真并配有聲音信息，并進(jìn)展干預(yù)、碰撞檢查。意大利Bologna大學(xué)用B樣條曲面建設(shè)端銑刀與工作臺(tái)模型，采用真實(shí)感圖形顯示銑床精加工過程7。日本SONY公司研制的FREDAM系統(tǒng)可對(duì)球頭銑刀加工自由曲面進(jìn)展三維仿真，重點(diǎn)顯示三維刀具軌跡與零件模型。由于數(shù)控加工在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著日益重要的作用，因此以其為背景出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的應(yīng)用軟件，這些軟件基于已被生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)的實(shí)體造型核心系統(tǒng)(如Parasolid)，具有先進(jìn)的管理根基、強(qiáng)大的工程背景、完善的操作功能和專業(yè)化的技術(shù)服務(wù)，能夠顯著地提高制造業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，因此很快便贏得了廣闊CADCAM用戶的青睞。國(guó)內(nèi)在這方面的研究工作始

20、于20世紀(jì)80年代末，現(xiàn)在有了很大的進(jìn)步。如華中理工大學(xué)和清華大學(xué)合作研制的加工過程仿真器MPS，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)在國(guó)防科工委“八五科研工程柔性制造系統(tǒng)FMS關(guān)鍵技術(shù)研究方案支持下開發(fā)的數(shù)控加工過程三維動(dòng)態(tài)圖形仿真器NCMPS，大連理工大學(xué)開發(fā)的CSmIU仿真系統(tǒng)，以及合肥工業(yè)大學(xué)開發(fā)的NCGAPT4系統(tǒng)等。但以上所開發(fā)的系統(tǒng)精度檢驗(yàn)的能力較低，且皆以工作站為硬件根基。這種功能上的局限性和運(yùn)行軟件所需要的昂貴硬件投資限制了軟件系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。為此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉華明教授開發(fā)了一套基于微機(jī)的復(fù)雜曲面數(shù)控加工仿真驗(yàn)證軟件包，該系統(tǒng)是在自己獨(dú)有的復(fù)雜曲面離散技術(shù)的根基上構(gòu)建的。這種技術(shù)極大地降低了

21、仿真驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)硬件的要求，即使在NC程序驗(yàn)證過程中，用戶也可以隨意選擇任意角度觀察加工過程，使加工精度驗(yàn)證能夠以一種更加簡(jiǎn)單的方法得以實(shí)現(xiàn)。另外該系統(tǒng)的開發(fā)是以COM技術(shù)為根基的，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能皆以組件(COMPONENT)的形式存在，使系統(tǒng)更便于維護(hù)和升級(jí)換代。1.4 數(shù)控仿真系統(tǒng)開展趨勢(shì)8數(shù)控仿真提供了一種快速驗(yàn)證數(shù)控程序的方法，是CAD /CAM 的一項(xiàng)重要技術(shù)之一，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)已開發(fā)研制出的數(shù)控仿真系統(tǒng)都是幾何仿真系統(tǒng)。在現(xiàn)代加工生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)效率，獲得較高的加工精度，決定性的一步是，在加工之前能夠給出加工參數(shù)的合理評(píng)判及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的合理預(yù)測(cè)。如果我們能夠建設(shè)起一個(gè)基于產(chǎn)品質(zhì)

22、量預(yù)測(cè)與分析的數(shù)控仿真系統(tǒng)，一方面它既可以對(duì)工件及刀具作出準(zhǔn)確的幾何描述，對(duì)數(shù)控程序進(jìn)展驗(yàn)證；另一方面又可以對(duì)加工過程中任意時(shí)刻的幾何信息進(jìn)展提取(如切屑厚度，切屑幾何形狀，刀刃與工件嚙合局部) ，根據(jù)數(shù)控加工過程的動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)影響加工質(zhì)量的因素進(jìn)展科學(xué)的預(yù)測(cè)，來獲得優(yōu)化的加工過程參數(shù)(如適宜的刀具，進(jìn)給率等) 。通過建設(shè)一個(gè)這樣的仿真系統(tǒng)，在實(shí)際加工之前不僅可以獲得優(yōu)化的切削加工參數(shù)，防止了傳統(tǒng)的加工參數(shù)依照手冊(cè)或經(jīng)歷的保守選擇，充分發(fā)揮了機(jī)床的潛能，大大提高了生產(chǎn)效率，而且可以對(duì)加工產(chǎn)品的精度進(jìn)展預(yù)測(cè)，給出滿足加工要求的誤差補(bǔ)償方法，設(shè)計(jì)出合理的切削工藝方案。只有這樣，數(shù)控仿真系統(tǒng)才會(huì)發(fā)

23、揮更大的作用，才能成為完善的、真正意義上的仿真系統(tǒng)。1.5本課題的研究?jī)?nèi)容及方法基于VERICUT的建模技術(shù)9，分析虛擬機(jī)床的整個(gè)建模過程。以數(shù)控車削機(jī)床作為實(shí)例，應(yīng)用了Pro/e軟件10的三維實(shí)體建模和典型零件的圖形編程，在VERICUT平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)控車削模擬仿真加工。本文提出的數(shù)控車削加工教學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真，對(duì)數(shù)控加工仿真的假設(shè)干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展了研究，以此為根基建設(shè)了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)并應(yīng)用到教學(xué)中。學(xué)生利用此系統(tǒng)可以在計(jì)算機(jī)上模擬加工環(huán)境和數(shù)控加工的過程，校驗(yàn)整個(gè)機(jī)床加工過程和加工程序的準(zhǔn)確性，來幫助學(xué)生去除編程錯(cuò)誤和優(yōu)化切削參數(shù)，從而提高加工效率。第二章 數(shù)控車床選擇及其建模2.1 選擇數(shù)控車床

24、本文選用浙江凱達(dá)機(jī)床生產(chǎn)的CK6125S普通四刀位數(shù)控車床，運(yùn)用Pro/e三維建模技術(shù)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)展1：1的測(cè)繪。凱達(dá)CK6125S的參數(shù)見圖2-1。圖2-1車床規(guī)格參數(shù)表2 .2 選用三維建模軟件2.2.1 典型三維建模軟件簡(jiǎn)介下面來簡(jiǎn)單介紹下目前社會(huì)上最流行的幾款建模軟件1SolidWorks Solidworks是生信國(guó)際推出的基于windows的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。生信公司是一家專業(yè)化信息高速技術(shù)服務(wù)公司，在信息和技術(shù)方面一直保持與國(guó)際cad/cae/cam/pdm市場(chǎng)同步。該公司提倡的“基于windows的cad/cae/cam/pdm11桌面集成系統(tǒng)是以windows為平臺(tái)，以Solid

25、works為核心的各種應(yīng)用的集成，包括構(gòu)造分析、運(yùn)動(dòng)分析、工程數(shù)據(jù)管理和數(shù)控加工等12，為中國(guó)企業(yè)提供了夢(mèng)寐以求的解決方案。Solidworks是微機(jī)版參數(shù)化特征造型軟件的新秀13，該軟件旨在以工作站版的相應(yīng)軟件價(jià)格的1/41/5向廣闊機(jī)械設(shè)計(jì)人員提供用戶界面更友好，運(yùn)行環(huán)境更群眾化的實(shí)體造型實(shí)用功能。Solidworks是基于windows平臺(tái)的全參數(shù)化特征造型軟件，它可以十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好，用戶上手快。該軟件可以應(yīng)用于以規(guī)那么幾何形體為主的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中，其價(jià)位適中。2UniGraphics(UG)UG是Unigraphi

26、cssolutions公司的拳頭產(chǎn)品。該公司首次突破傳統(tǒng)CAD/CAM模式，為用戶提供一個(gè)全面的產(chǎn)品建模系統(tǒng)。在UG中，優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線框和外表功能結(jié)合在一起，這一結(jié)合被實(shí)踐證明是強(qiáng)有力的，并被大多數(shù)cad/cam軟件廠商所采用。UG最早應(yīng)用于美國(guó)麥道飛機(jī)公司。它是從二維繪圖、數(shù)控加工編程、曲面造型等功能開展起來的軟件。90年代初，美國(guó)通用汽車公司選中ug作為全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主導(dǎo)系統(tǒng)，這進(jìn)一步推動(dòng)了UG的開展。1997年10月Unigraphicssolutions公司與Intergraph公司簽約，合并了后者的機(jī)械CAD產(chǎn)品，將微機(jī)版的Solid

27、edge軟件統(tǒng)一到parasolid平臺(tái)上。由此形成了一個(gè)從低端到高端，兼有unix工作站版和windowsnt微機(jī)版14的較完善的企業(yè)級(jí)CAD/CAM/CAE/PDM集成系統(tǒng)。3Pro/Engineerpro/engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(parametrictechnologycorporation，簡(jiǎn)稱ptc)的產(chǎn)品。ptc公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械cad/cae/cam的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械cad/cae/cam領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開發(fā)出來的第三代機(jī)械cad/cae/cam產(chǎn)品pro/engineer軟件能將設(shè)計(jì)至

28、生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)展同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。pro/engineer系統(tǒng)主要功能如下:(1)真正的全相關(guān)性，任何地方的修改都會(huì)自動(dòng)反映到所有相關(guān)地方。(2)具有真正管理并發(fā)進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)并行工程的能力。(3)具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。(4)容易使用，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。pro/engineer系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。pro/engineer建設(shè)在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。2.1.2采用Pro/e對(duì)數(shù)控車床建模這些三維軟件的建模技

29、術(shù)都是非常好用的，鑒于作者對(duì)Pro/e了解更多，故數(shù)控車床的建模均采用此軟件。 HYPERLINK l _Toc138326956 第三章VERICUT仿真軟件與其它仿真軟件的比較3.1VERICUT軟件在加工仿真方面的特點(diǎn)VERICUT最大特點(diǎn)是可仿真各種CNC系統(tǒng)，既能仿真刀位文件，又能仿真CAD/CAM后置處理的NC程序15，其整個(gè)仿真過程包含程序驗(yàn)證、分析、機(jī)床仿真、優(yōu)化和模型輸出等 。 HYPERLINK l _Toc138326925 3.1.1功能VERICUT軟件是美國(guó)CGTECH公司16開發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，由NC程序驗(yàn)證模塊、機(jī)床運(yùn)動(dòng)仿真模塊、優(yōu)化路徑模塊、多軸模塊、高級(jí)

30、機(jī)床特征模塊、實(shí)體比較模塊和CAD/CAM接口等模塊組成，可仿真數(shù)控車床、銑床、加工中心、線切割機(jī)床和多軸機(jī)床等多種加工設(shè)備的數(shù)控加工過程，也能進(jìn)展NC程序優(yōu)化，縮短加工時(shí)問、延長(zhǎng)刀具壽命、改進(jìn)外表質(zhì)量，檢查過切、欠切，防止機(jī)床碰撞、超行程等錯(cuò)誤；具有真實(shí)的三維實(shí)體顯示效果，可以對(duì)切削模型進(jìn)展尺寸測(cè)量，并能保存切削模型供檢驗(yàn)、后續(xù)工序切削加工；具有CAD/CAM接口，能實(shí)現(xiàn)與UG. CATIA及MasterCAM等軟件的嵌套運(yùn)行。VERICUT軟件目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具制造等行業(yè)，其最大特點(diǎn)是可仿真各種CNC系統(tǒng)，既能仿真刀位文件，又能仿真CAD/CAM后置處理17的NC程序，其

31、整個(gè)仿真過程包含程序驗(yàn)證、分析、機(jī)床仿真、優(yōu)化和模型輸出等。 HYPERLINK l _Toc138326926 3.1.2在數(shù)控機(jī)床加工過程的應(yīng)用VERICUT是一款專為制造業(yè)設(shè)計(jì)的CNC數(shù)控機(jī)床加工仿真和優(yōu)化軟件。取代了傳統(tǒng)的切削實(shí)驗(yàn)部件方式，VERICUT通過模擬整個(gè)機(jī)床加工過程和校驗(yàn)加工程序的準(zhǔn)確性 ，來幫助您去除編程錯(cuò)誤和改進(jìn)切削效率。VERICUT模塊介紹： * Verification 仿真、驗(yàn)證和分析三軸銑削、鉆削、車削、車銑復(fù)合和線切割刀路 * Machine Simulation 建設(shè)并仿真CNC機(jī)床及各種控制系統(tǒng)，檢驗(yàn)機(jī)床乾涉與碰撞 * OptiPath 通過修改切削速度

32、，優(yōu)化刀路，實(shí)現(xiàn)高效切削 * Model Export 將仿真后的模型以IGES或STL格式輸出 * Multi-Axis 仿真與驗(yàn)證四軸與五軸銑削、鉆削、車削和車銑復(fù)合加工 * Advanced Machine Features 增強(qiáng)VERICUT仿真高級(jí)加工功能的能力 * Machine Developers Kit 增強(qiáng)VERICUT仿真復(fù)雜機(jī)床的功能 * CNC Machine Probing 模擬機(jī)床探測(cè)頭操作，減少潛在錯(cuò)誤，節(jié)省購置探測(cè)設(shè)備的成本 * Inspection Sequence 快速準(zhǔn)確地為用戶提供零件加工過程中的各部位尺寸，并以PDG、TXT或HTML的格式輸出，供各

33、個(gè)部門引用 * EDM Die Sinking 模擬驗(yàn)證電火花加工，支持多電極加工 * AUTO-DIFF 通過比較設(shè)計(jì)模型與VERICUT輸出模型，進(jìn)展過切檢查 * Cutter/Grinder Verification 驗(yàn)證多軸磨削 * Cutter/Grinder Machine Simulation 模擬多軸磨削，檢驗(yàn)機(jī)床碰撞 * CAD/CAM Interfaces CAD/CAM軟件與VERICUT的接口 * Mold & Die 模具行業(yè)專用模塊18。該模塊集中了模具行業(yè)常用的VERICUT功能(三軸加工、線切割、電火花加工、Auto-diff功能、優(yōu)化功能)，節(jié)約用戶在軟件上的

34、投資。3.2其它數(shù)控仿真軟件的特點(diǎn)代表性的產(chǎn)品有宇航，宇龍，斯沃等數(shù)控仿真系統(tǒng)19，一些數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商也可能推出自己的仿真軟件。這些數(shù)控仿真系統(tǒng)就是模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作，學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)、演示講解數(shù)控操作編程、工程技術(shù)人員檢驗(yàn)數(shù)控?cái)?shù)序防止碰刀提高效益的工具軟件。通過在PC機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)掌握各種系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作。軟件本身操作簡(jiǎn)明，不學(xué)即會(huì)，無須使用者浪費(fèi)精力去學(xué)軟件本身；使用軟件時(shí)只須結(jié)合各廠家的機(jī)床操作說明書和機(jī)床編程說明書使用。數(shù)控車有G71、G72、G73等指令的模擬20。但是對(duì)一些復(fù)雜指令往往不能操作，比方宏程序等，適用比較簡(jiǎn)單的教學(xué)零件加工仿真。 HYP

35、ERLINK l _Toc138326956 第四章 在VERICUT中的切削仿真本章采用軟件是VERICUT 6.1.2版本，單位采用mm制，目錄設(shè)置在的D:/2Xche，接下來所提到的文件都在該目錄里(本章涉及的.stl均由Pro/e建模保存副本后的文件)4.1創(chuàng)立一個(gè)車削工程 HYPERLINK l _Toc138326925 4.1.1加載車床整體模型開場(chǎng)一個(gè)新的工程文件。運(yùn)行VERICUT應(yīng)用程序。選擇File New Project millimeter菜單命令。選擇工具條上按鈕設(shè)定你的工作路徑。在工具條上單擊圖標(biāo)，顯示工程樹窗口。在Project tree(工程樹)中，右擊Set

36、up：1，從系統(tǒng)彈出快捷菜單中選擇Expand All Children選項(xiàng)，如圖4-1所示。圖4-1 工程樹1.開場(chǎng)加載車床外殼(1)在菜單欄單擊菜單命令，彈出如圖4-2所示的Component(組件樹)。圖4-2組件樹(2)接下來為系統(tǒng)添加車床的三維模型，在Component(組件樹)里右擊base后彈出Modeling(模型)對(duì)話框后，單擊Component Attributes菜單彈出如圖4-3所示，選擇文件base.stl翻開。圖4-3模型設(shè)置對(duì)話框(3)按Add，單擊OK，車床外殼添加成功，如圖4-4所示。圖4-4車床外殼2.開場(chǎng)加載車床Z向?qū)к?1)單擊菜單命令，右擊base后彈

37、出對(duì)話框后，單擊append再選Zlinear彈出如圖4-5所示Z(0，0，0)。圖4-5組件樹(2)右擊Z(0，0，0)圖標(biāo)，彈出對(duì)話框后，單擊Component Attributes菜單彈出如圖4-6所示，選擇文件z.stl翻開并設(shè)置其他選項(xiàng)如4-6所示。圖4-6(3)按Add，單擊OK，車床Z向?qū)к壧砑映晒?，如圖4-7所示。(坐標(biāo)系在Pro/E里已經(jīng)設(shè)置好，假設(shè)沒有，在圖4-6中position選項(xiàng)進(jìn)展設(shè)置)。圖4-73.開場(chǎng)加載車床X向?qū)к壍絑向?qū)к?1)單擊菜單命令，右擊Zlinear后彈出對(duì)話框后，單擊append再選Xlinear彈出如圖4-8所示X(0，0，0)。圖4-8(2

38、)右擊X(0，0，0)圖標(biāo)，彈出對(duì)話框后，單擊Component Attributes菜單彈出如圖4-9所示，選擇文件x.stl翻開并設(shè)置其他選項(xiàng)如圖4-9所示。圖4-9(3)按Add，單擊OK，車床X向?qū)к壧砑映晒?，如圖4-9所示。(坐標(biāo)在Pro/E里已經(jīng)設(shè)置好，假設(shè)沒有設(shè)置，在圖4-9position選項(xiàng)進(jìn)展設(shè)置)。4.開場(chǎng)加載車床刀架(1)單擊菜單命令，右擊Xlinear后彈出對(duì)話框后，單擊append再選B turret(Y軸上的一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))彈出如圖4-10所示turret B(0，0，0)。圖4-10(2)右擊turret B(0，0，0)圖標(biāo)，彈出對(duì)話框后，單擊Componen

39、t Attributes菜單彈出如圖4-11所示，選擇文件turret.stl翻開并設(shè)置其他選項(xiàng)如圖4-11所示，然后單擊Add。圖4-11(3)如圖4-12所示position選項(xiàng)進(jìn)展設(shè)置，Position(600，0，0)和Angles(90，0，0)。圖4-12(4)單擊OK，車床Turret B添加，如圖4-13所示。圖4-13(5)右擊STL選Modify，如圖4-14設(shè)置Position(0，0，-47)和Angles(-90，0，0)。圖4-14(6)單擊OK，成功加載四刀架轉(zhuǎn)位模型，如圖4-15所示。圖4-155.開場(chǎng)加載車刀(1)單擊菜單命令，右擊turret B 后彈出對(duì)話

40、框后，單擊append再選tool彈出如圖4-16所示。 圖4-16(2)右擊Tool1，設(shè)置如圖4-17至4-19所示圖4-17圖4-18圖4-19(3)同理，設(shè)置其余刀具，四把刀具加載完成，如圖4-20。圖4-20(4)完成的效果，如圖4-21。圖4-216.開場(chǎng)加載車床主軸系統(tǒng)(1)為系統(tǒng)添加車床主軸系統(tǒng)的三維模型，右擊base后彈出對(duì)話框后，單擊append選Spindle，如圖4-22所示。圖4-22(2)右擊Spindle后，再單擊Component Attributes彈出對(duì)話框，選擇文件翻開spindle.stl并設(shè)置其他選項(xiàng)如圖4-23所示。圖4-23(3)按Add，單擊OK

41、，成功加載主軸三維模型，如圖4-24所示。圖4-24車床模型組件7 .保存車床模型組件為cl-20.mch文件，保存工程名為chechuang.vcproject。4.1.2加載車床控制系統(tǒng)1.加載車床控制文件：fan18it控制系統(tǒng)。在Project tree(工程樹)中，右擊CNC Machine，從系統(tǒng)彈出的下拉菜單中選擇CNC Machine 菜單命令。在Machine選項(xiàng)組的下拉列表框中選擇cl-20.mch文件。在Control選項(xiàng)組的下拉列表中選擇飯fan18it.ctl文件VERICUT軟件本身自帶的有上百種控制系統(tǒng)，也可以自己去設(shè)置，如圖4-25所示。圖4-25車床控制系統(tǒng)加

42、載2.單擊OK按鈕。4.1.3創(chuàng)立車刀1翻開工程文件“turning_tools.VcProject。運(yùn)行VERICUT應(yīng)用程序。選擇File Open菜單命令，系統(tǒng)彈出Open Project對(duì)話框。在Shortcut下拉列表框中選擇Training選項(xiàng)選擇文件turning_tools.VcProject。單擊Open按鈕確認(rèn)翻開文件。選擇工具條上按鈕設(shè)定你的工作路徑。顯示工程樹Project Tree。 2創(chuàng)立刀具 #1， 80 degrees金剛石刀片在Project tree(工程樹)中，右擊Setup:1，從系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇Expand All Children菜單命令。在

43、Project tree(工程樹)中，右擊Tooling：Turning_tools，從系統(tǒng)彈出快捷菜單中選擇Tooling Manager菜單命令。在Tooling Manager界面中，選擇主菜單Add Tool New Turn菜單項(xiàng)選擇項(xiàng)，系統(tǒng)彈出Tool ID窗口。在Insert Type下拉列表框中選擇C-80 degree diamond選項(xiàng)。 在General Insert選項(xiàng)組中，輸入：L-Length = 13Thickness = 5R-Corner Radius = 8A-Lead Angle = 5在Color下拉列表框中選擇6：Light Goldenrod選項(xiàng)。單

44、擊Add按鈕如圖4-26所示。圖4-26注意：同樣的在視圖中旋轉(zhuǎn)命令可以在刀具管理器中使用。3添加一個(gè)已經(jīng)通過掃掠生成的刀桿。在Tool Component選項(xiàng)卡左上方Component Type下拉列表框中選擇Holder選項(xiàng)。選擇Model file按鈕。在Model file選項(xiàng)組中，選擇Browse按鈕。在Shortcut下拉列表框中，選擇Training選項(xiàng)。在File文本列表框中選擇turning_tool_holder1.swp。單擊Open按鈕。單擊Add按鈕。單擊Assembly標(biāo)簽。單擊Rotate標(biāo)簽。在Increment文本框中輸入90，然后單擊右側(cè)X-，Y-按鈕，如圖

45、4-27所示。圖4-27 刀具旋轉(zhuǎn)設(shè)置對(duì)話框4完成刀具創(chuàng)立，圖4-28所示。圖4-285保存為tool.tls，退出。4.1.4添加毛坯這一小節(jié)開場(chǎng)添加毛坯，圖4-291File Open chechuang.vcproject，在Component tree(組件樹)中右擊Fixture如圖4-29彈出下拉菜單中選擇命令A(yù)ppendStock。2右擊Stock從系統(tǒng)彈出下拉菜單中選擇Component Attributes菜單命令，設(shè)置參數(shù)見圖4-30。圖4-303Position設(shè)置為(0，0，76.2)。4完成毛坯的創(chuàng)立。4.1.5選擇加工程序在Project tree(工程樹)中，雙擊

46、NC Programs選項(xiàng)，系統(tǒng)彈出NC Programs窗口。在NC Programs界面中，單擊Add按鈕。選擇D:/2Xche/2009-05-25cz-no1.cut。單擊Open按鈕。單擊OK按鈕關(guān)閉Open窗口。4.1.6添加一個(gè)刀具庫在Project tree(工程樹)中，右擊Tooling，從系統(tǒng)彈出的下拉菜單中選擇Open菜單命令。選擇D:/2Xche/tool.tls單擊Open按鈕。4.1.7為加工程序零點(diǎn)創(chuàng)立一個(gè)坐標(biāo)系Component tree(組件樹)中右擊Stock后單擊AppendDesign，生成Design(0，0，0)。該點(diǎn)也就是坐標(biāo)點(diǎn)，也即圓柱毛坯的端面

47、圓心。4.2VERICUT切削仿真4.2.1 圓柱毛坯在VERICUT車削仿真翻開File Open chechuang.vcproject，數(shù)控車床的系統(tǒng)仿真建模工作前面小節(jié)已經(jīng)做好，接下來機(jī)床復(fù)位后，處于如圖4-32所示的待加工狀態(tài)。此時(shí)通過系統(tǒng)界面右下角的仿真控制工具欄如圖4-31所示即可開場(chǎng)進(jìn)展各種仿真操作。圖4-31 仿真控制工具欄其中各工具按鈕的名稱功能如下： ：播放鍵，單擊可以開場(chǎng)進(jìn)展刀具軌跡仿真運(yùn)行。：?jiǎn)尾讲シ?，點(diǎn)擊一次僅處理一行程序，便于用戶手動(dòng)觀察程序的運(yùn)行過程。：停頓鍵，暫停當(dāng)前軌跡的運(yùn)行，點(diǎn)擊播放鍵可繼續(xù)運(yùn)行程序。：返回鍵，返回程序開頭。：復(fù)位鍵，用于復(fù)位機(jī)床或準(zhǔn)備重新

48、開場(chǎng)刀具軌跡的仿真。當(dāng)VERICUT系統(tǒng)正在處理任務(wù)或進(jìn)展刀具軌跡優(yōu)化時(shí)，“Busy或“Optipath指示燈會(huì)變亮，表示系統(tǒng)正在工作。此外，通過拖動(dòng)滑動(dòng)條可以實(shí)時(shí)控制仿真顯示的速率快慢，在仿真進(jìn)度欄里會(huì)顯示當(dāng)前的加工進(jìn)度。從該圖可以看到，VERICUT系統(tǒng)在進(jìn)展仿真加工時(shí)的界面分為兩個(gè)視圖，左側(cè)視圖用來顯示刀具和零件的切削局部，可以更清楚表現(xiàn)毛坯材料的去除細(xì)節(jié)。右側(cè)視圖顯示的是機(jī)床整體運(yùn)動(dòng)情況，可以方便的觀察出刀具是否與夾具或機(jī)床部件間發(fā)生碰撞，還可以觀察機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)情況。這樣既有加工細(xì)節(jié)又有整體效果的顯示方式表達(dá)了VERICUT系統(tǒng)在加工顯示上的優(yōu)越性。圖4-32 零件仿真加工前零件仿真

49、加工后如圖4-33所示。圖4-33 零件仿真加工后該軟件支持多視圖仿真畫面，最多可以同時(shí)提供四個(gè)視圖，包括workpiece ，machine，machine/cutstock，profile四種方式，能更直觀明了的看到整個(gè)加工過程，如圖4-34。圖4-34多視圖仿真畫面4.2.2發(fā)現(xiàn)并檢查錯(cuò)誤1.設(shè)置在每處錯(cuò)誤停頓VERICUT系統(tǒng)仿真在Project tree(工程樹)中，右擊Project: chechuang單中選擇“Motion命令，彈出Motion對(duì)話框，如圖4-35所示。圖4-35 運(yùn)動(dòng)設(shè)置對(duì)話框在該對(duì)話框中可以隨意設(shè)置加工仿真的過程控制，也包括刀具的顯示狀態(tài)，還可以優(yōu)化刀具長(zhǎng)度

50、來提高切削剛度等等功能。2.在信息欄瀏覽錯(cuò)誤拖動(dòng)VERICUT下方信息提示欄右側(cè)滾動(dòng)條，全部的錯(cuò)誤信息被臨時(shí)記錄。你能向上拖動(dòng)滾動(dòng)條檢查全部的錯(cuò)誤，如圖4-36所示。圖4-36信息瀏覽對(duì)話框3.系統(tǒng)仿真復(fù)位并重復(fù)切削在主窗口右下角單擊Reset按鈕，系統(tǒng)仿真復(fù)位。從系統(tǒng)彈出的對(duì)話框中選擇Yes按鈕，如圖4-37所示。圖4-37 復(fù)位對(duì)話框再主窗口右下角單擊Play to End按鈕。第五章VERICUT仿真軟件在教學(xué)上的應(yīng)用51VERICUT仿真軟件在教學(xué)上的應(yīng)用近幾年，為了支持國(guó)家3年培養(yǎng)50萬新技師方案，各學(xué)校用在教學(xué)一線的數(shù)控機(jī)床數(shù)量有明顯的增長(zhǎng)，但與實(shí)際的教學(xué)需求還是有很大的差距。數(shù)控

51、設(shè)備價(jià)格昂貴，操作當(dāng)中稍有疏忽都可能導(dǎo)致安全事故，且在實(shí)際操作中消耗大量的刀具、鋼材。為了解決這些矛盾，仿真軟件被大量應(yīng)用到數(shù)控專業(yè)的教學(xué)中，并且發(fā)揮了很大的作用。其中cgtech公司的VERICUT軟件是仿真技術(shù)比較成功的軟件之一，在通用機(jī)械，特別是軍工、航天等領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在機(jī)械加工仿真軟件中處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。經(jīng)過嘗試，我把VERICUT仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控教學(xué)過程中，使其在高技能人才的培養(yǎng)方面開場(chǎng)嶄露頭角，今后也必將成為培養(yǎng)數(shù)控高技能人才的重要工具。目前我國(guó)緊缺的不是數(shù)控機(jī)床操作工，而是具有較高工藝能力的技師和高級(jí)技師。傳統(tǒng)的仿真軟件是基于機(jī)床面板操作的仿真軟件，其適用對(duì)象為數(shù)控機(jī)床操

52、作中級(jí)工或高級(jí)工。而VERICUT是基于工藝過程21的仿真軟件，可以復(fù)原真實(shí)的車間加工過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工序劃分、工件定位、裝夾中存在的工藝漏洞或隱患，是面向中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生和技師或高級(jí)技師的仿真軟件。VERICUT軟件可以構(gòu)建數(shù)控加工實(shí)習(xí)的仿真環(huán)境，不占用機(jī)床機(jī)器時(shí)間，教學(xué)效率高。此方式基于完整的加工工藝系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)展NC編程仿真，比一些CADCAM軟件的單純刀位文件仿真更真實(shí)、直觀，更接近實(shí)際加工情況，仿真后的NC程序不用試切可直接輸入機(jī)床進(jìn)展加工，解決了數(shù)控教學(xué)中的設(shè)備缺乏困難，收到了良好的教學(xué)效果。5.1.1在VERICUT中圖形界面的構(gòu)建1、機(jī)床模型：內(nèi)置機(jī)床模型，涵蓋了國(guó)際知名的數(shù)控機(jī)床

53、，并且支持用戶自定義機(jī)床模型。多軸機(jī)床是一個(gè)國(guó)家數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平的表達(dá)，VERICUT支持4軸、5軸加工中心以及車銑中心機(jī)床的建模。通過定義和教學(xué)用數(shù)控機(jī)床一模一樣的模型，在課堂上完成學(xué)生與實(shí)際機(jī)床的零距離接觸，使學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上直觀的看到車間機(jī)床的加工情況。2、刀具模型：通過內(nèi)置刀具管理系統(tǒng)對(duì)刀具、刀柄系統(tǒng)進(jìn)展建模，包括車刀、鏜刀、球刀、成型刀、等常見刀具，及鉆夾頭、彈簧夾套、強(qiáng)力銑、熱膨脹等各類刀柄。對(duì)于比較特殊的刀具(例如：自制刀具等)、刀柄還可以通過外部CAD軟件進(jìn)展建模。3、夾具系統(tǒng)22建模：對(duì)于虎鉗、壓板等簡(jiǎn)單的夾具可以直接造型。對(duì)于各類組合夾具、專用工裝等比較復(fù)雜的裝夾系統(tǒng)23

54、，同樣通過外部CAD軟件進(jìn)展建模。4、毛坯、零件的建模：支持任意形狀的毛坯。對(duì)于方塊、圓柱或拉伸、回轉(zhuǎn)類毛坯可直接造型，而對(duì)于形狀不規(guī)那么的鑄造等毛坯那么采用外部CAD軟件造型。5、模型來源：可以利用功能強(qiáng)大的外部CAD軟件24(例如UG、Pro_E等)完成工裝、夾具、刀具、毛坯、零件等的建模，并通過stl、stk、sor等文件25格式調(diào)入VERICUT系統(tǒng)。6、整個(gè)工藝系統(tǒng)的構(gòu)建：在VERICUT中可完成毛坯與夾具系統(tǒng)的裝配、夾具系統(tǒng)與機(jī)床工作臺(tái)的裝配，確保仿真中中各系統(tǒng)之間的相互位置與實(shí)際加工完全一致。5.1.2干預(yù)分析仿真的目的就是通過演示車間實(shí)際機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)、切削過程及工件形狀的變化

55、，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)加工過程中存在的干預(yù)、碰撞、過切、欠切等問題。在VERICUT中的加工情況可大致分以下幾種：(1) 正常切削：刀具以切削速度對(duì)工件進(jìn)展切削加工。加工完畢后，可以進(jìn)展過切或欠切檢查，并用不同顏色進(jìn)展區(qū)分。(2) 非正常切削：刀具以切削速度與夾具、機(jī)床組件等接觸。在這種情況下，會(huì)造成夾具或刀具的損壞，重那么損壞機(jī)床。(3) 撞車：刀具以快速進(jìn)給的速度與工件、夾具、機(jī)床組件接觸。這種接觸通常會(huì)造成重大損失，輕那么使刀具、機(jī)床損壞，重那么發(fā)生人身安全事故！VERICUT能對(duì)以上加工情況進(jìn)展及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷，通過不同顏色對(duì)各種加工情況進(jìn)展區(qū)分，并提供詳細(xì)的加工情況報(bào)告。這項(xiàng)功能使學(xué)生的工藝能力

56、訓(xùn)練可以在虛擬環(huán)境下完成，進(jìn)而使大范圍內(nèi)的學(xué)生工藝能力培養(yǎng)成為可能。5.1.3優(yōu)化刀具軌跡控制優(yōu)化刀具軌跡會(huì)基于切削條件和材料去除量自動(dòng)地優(yōu)化進(jìn)給速度，可以顯著地減少加工時(shí)間，提高效率從而提高單位時(shí)間內(nèi)的收益。在系統(tǒng)主菜單中，單擊“優(yōu)化“控制系統(tǒng)即可彈出“Optipath Control對(duì)話框，該框用于設(shè)定需要優(yōu)化的記錄、優(yōu)化庫文件以及選擇的工件材料、機(jī)床類型等選項(xiàng)。進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速可以通過單擊“信息“狀態(tài)命令查看，優(yōu)化中遇到的最大最小進(jìn)給速度被寫進(jìn)報(bào)告文件(Log)和結(jié)果文件(Results)中。第六章 結(jié)論本文以數(shù)控車削加工過程仿真為對(duì)象，綜合應(yīng)用Pro/e建模技術(shù)、VERICUT建模及

57、仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)等，設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。我國(guó)數(shù)控機(jī)床在工業(yè)裝備中占有率的提高，對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作人員、編程人員的需求急劇增大，如何高效、快速地培訓(xùn)合格的數(shù)控加工技術(shù)人才，成為中高等職業(yè)教育的當(dāng)務(wù)之急。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，由于數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，每個(gè)學(xué)校擁有的機(jī)床數(shù)量有限，學(xué)生只能輪流上機(jī)床操作，效率很低。而且初學(xué)者對(duì)機(jī)床不熟悉，易產(chǎn)生機(jī)床碰撞，損壞機(jī)器?！皺C(jī)床少，要實(shí)習(xí)的學(xué)生多，又要到達(dá)教學(xué)效果，這個(gè)矛盾使開發(fā)適合于中高等職業(yè)教育與培訓(xùn)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)有了迫切需求。VERICUT軟件就是一種能滿足上述需求的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。該軟件由NC程序驗(yàn)證模塊、機(jī)床運(yùn)動(dòng)仿真模塊、優(yōu)

58、化路徑模塊、多軸模塊、高級(jí)機(jī)床特征模塊、實(shí)體比較模塊和CADCAM接口等模塊組成，可仿真數(shù)控車床、銑床、加工中心、線切割機(jī)床和多軸機(jī)床等多種加工設(shè)備的數(shù)控加工過程。能進(jìn)展NC程序優(yōu)化，可檢查過切、欠切，防止機(jī)床碰撞、超行程等錯(cuò)誤。具有真實(shí)的三維實(shí)體顯示效果，切削模型可測(cè)量尺寸，并能保存模型供檢驗(yàn)、后續(xù)工序切削加工等。其最大特點(diǎn)是可仿真各種CNC系統(tǒng)，既能仿真刀位文件，又能仿真CADCAM后置處理的NC程序，購置一套軟件相當(dāng)于擁有多臺(tái)機(jī)床可供編程教學(xué)CGTECH公司專門開發(fā)有供學(xué)校教學(xué)使用的版本口引。數(shù)控車削加工教學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真設(shè)計(jì)工作，需要具備大量的專業(yè)知識(shí)和一定的軟件操作技能，由于時(shí)間緊迫加之個(gè)

59、人水平有限，這個(gè)系統(tǒng)做的不是很好很詳細(xì)，懇請(qǐng)各位教師和同學(xué)批評(píng)指正。參 考 文 獻(xiàn)1 張建生趙燕偉等?數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用及開發(fā)?科學(xué)出版社2006 3-52 邵立，馬登哲，鐘廷修等，中國(guó)機(jī)械工程，2000，8：919-9223 邵立，馬登哲，鐘廷修等，工業(yè)工程與管理，2000，4：21-254 唐志濤，虛擬數(shù)控加工過程仿真技術(shù)，機(jī)械制造與自動(dòng)化，2005，34(3)：65-675 張津，王林，馬立新，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，煤礦機(jī)械，2006，27(9)：1-36 張翠華，李進(jìn)京，陳興，數(shù)控仿真系統(tǒng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，山東農(nóng)機(jī)，2005，7：6-87 高國(guó)利，王啟義，高真感虛擬數(shù)控車削加工環(huán)境及實(shí)用

60、系統(tǒng)，1999：1-78 王愛珍主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.國(guó)防工業(yè)出版社.2003 ：54-559李云龍曹巖?數(shù)控機(jī)床加工仿真系統(tǒng)VERICUT?西安交通大學(xué)出版社 200510張智明李預(yù)斌?精通proENGINEER中文野火版零件設(shè)計(jì)篇?中國(guó)青年出版社 200411J.G.Li. Workpiece Represention for Virtual Turning. Adv Manuf Technol，200412趙春禮?對(duì)數(shù)控加工教學(xué)仿真系統(tǒng)的研究?計(jì)算機(jī)應(yīng)用200313肖田元等著虛擬制造北京：清華大學(xué)出版社，200414周祖德，陳幼平等虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬制造武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，200515P