鄒偉全

(廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院，廣東 珠海 519000)

VERICUT 軟件在多軸加工中一些應(yīng)用技巧，用定制功能實(shí)現(xiàn)了易于軟件操作的中文界面，多軸加工通過(guò)仿真，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程可視化，避免了擺角碰撞，取得了良好效果。

一 傳統(tǒng)數(shù)控加工模式及存在難點(diǎn)

隨著我國(guó)五軸數(shù)控機(jī)床在企業(yè)運(yùn)用中的占有率的提高，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、快速安全的加工出來(lái)，成為現(xiàn)企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

傳統(tǒng)加工模式下，由于五軸數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，每次新產(chǎn)品加工時(shí)，機(jī)床操作都必須保證安全與精度，往往都是比正常加工速度慢得多，一步步走，占用機(jī)床機(jī)器時(shí)間，效率低。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。所以數(shù)控加工仿真系統(tǒng)有了迫切需求。

二 VERICUT 軟件介紹與比較

VERICUT 軟件是由美國(guó)CGTECH 公司開(kāi)發(fā)的，專(zhuān)為制造業(yè)軟件解決方案。其有如下模塊組成:NC 程序驗(yàn)證模塊、機(jī)床加工模擬模塊、程序優(yōu)化模塊、多軸加工模擬模塊、CAD/CAM 接口等，可仿真2 -5 軸機(jī)床的數(shù)控加工過(guò)程。它取代了傳統(tǒng)的切削試驗(yàn)部件方式，能進(jìn)行NC 程序優(yōu)化、縮短加工時(shí)間，檢查過(guò)切、欠切，防止機(jī)床碰撞等錯(cuò)誤;模擬整個(gè)機(jī)床加工過(guò)程和校驗(yàn)程序的準(zhǔn)確性來(lái)幫助用戶修正編程和改進(jìn)切削效率，真實(shí)的三維實(shí)體效果，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。目前已廣泛應(yīng)用于航空、模具制造等行業(yè)。它是一個(gè)“以知識(shí)為基礎(chǔ)”的加工系統(tǒng)，通過(guò)仿真過(guò)程，VERICUT 能夠準(zhǔn)確地分析計(jì)算每次切削的深度、寬度和切削角度，以及每個(gè)切削步材料去除量，為各切削條件指定最佳進(jìn)給率，然后輸出一個(gè)新的刀具路徑，除了改進(jìn)的進(jìn)給率，其余均與原來(lái)的相同，它不會(huì)改變刀具軌跡，提高了數(shù)控加工質(zhì)量。

三 數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的仿真環(huán)境構(gòu)建

要進(jìn)行NC 程序仿真，需先構(gòu)建整個(gè)工藝系統(tǒng)的仿真環(huán)境，一般過(guò)程如下:

1.明確機(jī)床CNC 系統(tǒng)型號(hào)、機(jī)床結(jié)構(gòu)形式和尺寸、機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理、機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)、所用到的毛坯、刀具、夾具。

2.創(chuàng)建機(jī)床幾何模型，利用其本身或借助其他三維CAD軟件創(chuàng)建機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件和固定部件的實(shí)體幾何模型。

3.建立刀具庫(kù)。把一些常用刀具或本公司現(xiàn)有刀具都建立成庫(kù)，之后可直接調(diào)用。

4.在VERICUT 軟件中新建用戶文件，設(shè)置所用CNC 系統(tǒng)，并建立機(jī)床運(yùn)動(dòng)模型，即部件樹(shù)。

5.添加各部件的幾何模型，并準(zhǔn)確定位。

6.設(shè)置機(jī)床參數(shù)。

7.保存所有文件。

下面以DMG_DMU50V 五軸加工中心為例進(jìn)行說(shuō)明。

(1)此五軸加工中心為搖籃式AC 軸旋轉(zhuǎn)機(jī)床。所用數(shù)控系統(tǒng)為海德漢530 系統(tǒng)，X、Y、Z、A、C 五軸聯(lián)動(dòng)控制，自動(dòng)換刀。

(2)依VERICUT 軟件部件分類(lèi)原則，部件分類(lèi)如下。

?

(3)在VERICUT 軟件中建立部件樹(shù)。先設(shè)控制系統(tǒng)為:hei530(海德漢530);再設(shè)機(jī)床為DMG_DMU50V。后建部件樹(shù)，選菜單Fixture→模型右鍵，彈出部件樹(shù)對(duì)話框，單擊添加模型→選用夾具模型，可在軟件庫(kù)里選取通用的，也可自行建立專(zhuān)用夾具;Stock(毛坯)跟夾具操作一樣，其他部件也是同樣的方法，這里就不再詳述。得到部件樹(shù)如圖1。

(4)在加工刀具中建立刀具庫(kù)。加工刀具→鼠標(biāo)右鍵→打開(kāi)刀具管理器(圖2)，建立你所用的刀具或把之前建立的刀具庫(kù)直接調(diào)用。

圖2

(5)添加數(shù)控程序。數(shù)控程序→鼠標(biāo)右鍵→添加數(shù)控程序文件(通過(guò)編程軟件后處理出來(lái)的NC 文件)

(6)設(shè)置G 代碼偏置。選擇G -代碼偏置→程序零點(diǎn)→彈出來(lái)設(shè)置窗口，把程序原點(diǎn)跟你的工件原點(diǎn)重合。

還有一些參數(shù)如機(jī)床行程、碰撞設(shè)置等，進(jìn)行相應(yīng)操作。

四 進(jìn)行工位1 仿真操作，檢驗(yàn)NC 程序正確性(如圖3)

圖3

圖4

五 進(jìn)行第2、3 工位設(shè)置

工位2、3 的具體設(shè)置如工位1 一致，不同點(diǎn)就是將工位1的零件作為工位2 的毛坯進(jìn)行再加工，工位2 的零件作為工位3 的毛坯進(jìn)行再加工，把它加載進(jìn)來(lái)就設(shè)置完成了。如圖4。

接下來(lái)就是進(jìn)行全過(guò)程的仿真操作，只要按仿真到末端按鈕，完成整個(gè)加工過(guò)程仿真，并查看結(jié)果，看仿真過(guò)程中是否存在碰撞或過(guò)切。如果沒(méi)出現(xiàn)碰撞過(guò)切情況，就可以大膽上機(jī)加工。

六 總結(jié)

本文基于VERICUT 軟件構(gòu)建了數(shù)控五軸加工仿真環(huán)境，不占用機(jī)床機(jī)器時(shí)間，效率高。用同樣方法可構(gòu)建數(shù)控車(chē)床、加工中心的仿真環(huán)境，應(yīng)用于生產(chǎn)。此方式基于完整的加工工藝系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行NC 編程仿真，比一些CAD/CAM 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進(jìn)行加工生產(chǎn)，解決了生產(chǎn)打樣過(guò)程中速度慢，占用設(shè)備時(shí)間長(zhǎng)等困難，大大提高了生產(chǎn)效率，縮短打樣時(shí)間。