基于VERICUT的虚拟数控技术

　　虚拟数控技术是随着计算机技术、CAD／CAM技术、计算机图形学和系统仿真学等几门学科的发展而发展起来的，是各门学科综合在数控加工技术中的具体应用。利用计算机对NC程序进行图形仿真，检查刀具路径，动态模拟数控加工的全过程，以此检验加工方法和程序的正确性，从而节约了大量的财力和时间，获得了较好的经济效益。

　　目前，比较普遍的方法是应用VC++和三维造型软件开发面向对象的数控加工仿真系统，利用VC ++提供的可视化开发环境开发虚拟仿真平台，并读取三维造型软件输出的实体模型，实现数控机床的仿真。但是这种方法仍存在很多缺点，如需要编写大量代码进行实体的渲染、着色、动画及消隐，工作量大，系统维护性差和无法显示毛坯去除材料的过程等。一般用户是不可能自己开发一套数控仿真系统的，但是现有的某些商业数控仿真软件只能提供有限的数控机床模型和数控系统，用户不能自定义仿真系统。VERICUT软件是美国CGTECH公司开发的专用数控加工仿真软件，该软件可以解决这个问题，它提供了可以自定义数控机床的平台，可以方便地构建虚拟数控机床以及数控系统。

1 建立仿真系统的基本步骤

　　(1)机床建模：依据机床尺寸，用户可以使用VERICUT中的建模功能建立机床的运动部件，也可以先通过UG、Pro／E等常用三维软件建模，然后导入VERICUT中。

　　(2)初始化设置：主要内容包括机床干涉检查、机床功能设置、机床行程和各运动轴的分配等。

　　(3)配置数控系统：VERICUT软件提供了近百种典型数控系统，用户还可以自己定制数控系统。

　　(4)建立刀具库：根据实际加工要求，建立该机床所使用的所有刀具。

　　(5)仿真加工：在建立毛坯和夹具模型后，导人数控加工程序，即可进行虚拟加工。

2 数控机床仿真系统的构建

　　现以三轴联动的数控铣床为例建立该机床的仿真系统。主要参数如下：数控系统为FANUC OM，工作台面尺寸为1120 mm×250 mm。机床的各轴行程为：x轴670 mm，Y轴340 mm，z轴400 mm。

　　2.1 建立机床组件模型

　　在VERICUT6.03中新建一个文件，首先建立组件树，打开主菜单中“Configuration”→“Component Tree”命令，建立机床各个组件的关系，添加组件的顺序为Base→Z→Spindle→Tool→Y→X→Fixture→Stock。组件被默认为没有尺寸和形状，组件只定义了实体模型的功能，通过增加模型到组件，使组件具有3D尺寸和形状。添加完各个组件的几何模型后机床模型就完成了，如图1所示。

图1 组件树与机床模型

　　2.2 机床初始化设置

　　机床模型建好后，需要对机床进行初始化设置，打开主菜单中“Configuration”→“Machine Settings”命令，它可以分别设置机床干涉检查、机床初始化、机床行程和各轴运动分配等内容。

　　2.3 配置数控系统

　　打开主菜单中“Configuration”→“Control”→“Open”命令，可以调用已有的数控系统，这里选择“fanom.ctl”文件，即给机床配置了FANUC OM系统。

　　2.4 创建刀具

　　铣削类刀具一般由以下3个部分组成：与主轴孔相适应的刀具柄部、与刀具柄部相连接的刀具装夹部分和切削刃部分。VERIUT分别用Holder2，Holder1和Cutter表示。打开主菜单中“Project”→“Tools”命令，弹出“Tool Manager”对话框，设置参数见图2。

图2 刀具库设置