基于UGNX／IS&V的数控加工仿真

    2.2 建立机床运动模型

    运动模型(Kinematics Model)需要添加到一个建模完成的装配中。运动模型定义装配部件之间的关系，以及轴的名称，方向和行程。仿真过程将利用这些信息和机床驱动器(Machine Tool Driver)提供的信息来使机床运动起来。机床驱动器是由后处理器创建的。只有在机床的仿真模型上定义了运动，机床驱动器MTD才能通过后处理文件驱动机床进行运动。定义的运动要完全参照实际机床的运动，这样进行的仿真才会生成可靠的结构。而该三轴铣床主要完成3个方向的运动，故定义了其x、y、z 3个方向的运动和其他一些辅助信息。建立的VSl575运动模型结构图如图3所示。

图3 VSl575运动模型结构图

    2.3 机床运动模型的后续操作

    创建好的机床运动模型还不能直接用于综合仿真与检查，需要进行相应的后续操作。机床运动模型的后续操作用来把运动模型添加到机床库中，按下面的操作步骤进行后续操作：

    (1)修改机床数据文件“Machine_Data．dat”。打开NX5.0的安装目录“UGS＼NX5．0＼MACH＼resource、library、machine、ascii”的Machine_Data．dat文件，添加如下内容“DATA | new_mill_lxd ｜3_AxMill(MM)(XY-TB／Z-HD／Vert)｜None｜Ex：l｜4$｜UGII_CAM_POST_DIR}lxd_sim．dat｜1．000000”至文件中，并保存。

    (2)建立机床后处理文件。利用后置处理构造器创建的机床后处理文件为“lxd_sim．pui”，在生成该文件的同时，还生成了一系列的后处理文件，分别是机床定义文件“lxd _sim．def”、事件管理器文件“lxd_sim．tcl”和虚拟控制器文件“lxd_sim_vnc．tel”。复制并编辑安装目录“UGS＼NX 4.0＼MACH＼resource＼postprocessor”的sim010101_001_in．dat文件，重命名为Lxd_sim．dat，编辑后处理器名称和位置如下：lxd_sim，${UGII_CAM_POST_DIR}lxd_sim．tcl，${UGII_CAM—POST—DIR}lxd_simdef。随同上面3个文件一起存到UGS＼NX 5．0＼MACH＼resource＼postprocessor目录下。

    (3)复制文件到安装目录。把建立的VSl575运动模型Dew_mill_lxd存放到安装目录“UGS＼NX5．0＼MACH f resource t library|machine f graphics}new_mill_lxd”中。

    至此，机床运动模型的后续操作就完成了，接下来就可以进行综合仿真与检查了。

3 IS&V环境下的加工仿真

    实际应用中，以山东理工大学校办工厂为泰安航天特种车有限公司加工的TA5380特种车过桥齿轮下箱盖为例子，如图4 所示。

图4 已生成刀路的TA5380过桥下箱盖

    将已生成刀路的TA5380特种车过桥下箱盖调入已经建立好的铣床仿真模型。并将夹具、工件、毛坯、刀具等重新定位到机床上，建立整个机床的加工仿真系统(包括铣床，工件、刀具、夹具等)。针对该仿真系统，打开操作导航器的“机床”视图，选择第一行结点并右击，选择“刀轨”→“仿真”命令。通过设置“仿真控制面板”对话框可以进行整个加工过程的综合仿真与检查操作。其中机床的滑鞍做y向运动，工作台做x向运动，而箱体做z向运动。这3个方向的运动和实际铣床完全一致。在该铣床的仿真过程中，可以通过缩放、平移以及旋转操作来全方位地观察仿真过程并及时发现加工中的问题，而且可以通过干涉和碰撞的设置让IS&V在发生干涉碰撞时给出警告以便对加工零件进行即使修正。

    加工过程仿真实例如图5所示，可以清楚的看到刀具、刀柄和机床的运动。

图5 仿真加工中的IS&V机床

    上述仿真过程很真实模拟了对TA5380特种车过桥上箱盖在VSl575大型立式加工中心实际加工情况，达到了减少并替代试切的效果。

4 结语

    结合软件UG的CAD／CAM功能和UG的后处理功能的数控加工过程仿真功能，针对VSl575大型立式加工中心三轴立式数控铣床探讨了虚拟机床技术。随着现代制造技术逐渐向集成化、智能化方向发展，仿真加工技术对促进现代制造业的发展具有重要意义。总之，UG IS&V数控仿真设计是UG二次开发中具有代表意义和实际应用的一个发展方向，由于其具有可降低生产成本、缩短开发周期等优点，将得到广泛的应用。