基于Solidworks和Vericvut的虛擬機床建模技術應用

周巖峰

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

基于Solidworks和Vericvut的虛擬機床建模技術應用

周巖峰

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌 461000）

本文利用中檔CAD軟件Solidworks構建數控機床的基本模型，結合目前最流行的三維仿真軟件Vericut通過實例來簡要介紹一種數控機床的實現數控加工的仿真過程和方法。

虛擬制造技術；Solidworks；建模；Vericut

引言

早在20世紀90年代率先由美國提出的虛擬制造（VM，Virtual Manufacturing），現在已成為科技界、企業界廣泛研究的主要對象。虛擬制造技術以信息技術、仿真技術和虛擬現實技術為支持，其核心是由建模技術和仿真技術兩大體系構成。本文將利用中檔的CAD軟件平臺Solidworks2010進行數控機床的建模，結合主流仿真軟件Vericut7.0，介紹建立仿真機床的方法和過程，以實例具體說明虛擬制造技術在實際制造過程中的應用。

1 利用Solidworks2010軟件平臺創建機床的基本模型

虛擬數控機床是虛擬制造的執行單元，是虛擬制造的一個底層關鍵技術和基礎條件，它能建立一個真實的虛擬加工環境，在計算機上實現數控加工過程的仿真，并且對實際加工過程可能出現的各種機械碰撞進行預測和評估，以及NC程序檢驗和優化。

通過Solidworks2010軟件平臺創建一臺三軸數控銑機床的基本三維模型。該機床為HARDINGE_VMC系三軸立式銑機床，構建之前要通過廠家的機床資料對機床結構進行分析，對機床各個單元模塊進行分解，收集齊各個模塊幾何參數，以及相關規格如轉速、進給、各運動軸最大行程等，利用Solidworks2010快速的三維幾何造型構建出實體模型，并按照機床初始位置進行虛擬裝配，檢驗與實際機床實體是否一致。構建后的機床實體模型以STL格式另存為輸出，按照先輸出機床不運動部分（床身、底座、導軌），再輸出運動部分（Z部件、Y部件、X部件和Spindle部件），相同的運動部件分開輸出的原則依次輸出。如圖1所示。

圖1 輸出后STL文件

2 在Vericut中建立機床模型

(1)新建一個公制項目文件（*.vcproject）

1) 運行Vericut7.0應用程序。

2) 自定義工作目錄及工作路徑和單位，打開項目樹。

(2)定義機床運動結構。1)將從Solidworks2010中輸出的機床模型文件復制到用戶工作目錄中。把視圖界面切換到機床試圖。

圖2 導入Base組件

圖3 定義線性軸、Spindle刀具軸和Gage Point

(3)機床設置。機床運動結構完成定義后，需要對機床進行初始化設置，按照前期收集的機床資料參數，在“Configuration”下進行“Maching Setting”，設置機床的機床零位、部件最小距離、機床的行程極限以及軸優先設置。

(4)定義控制系統。機床初始化定義后，需要定義機床的數控系統，Vericut自身提供幾十種數控機床控制系統文件，可直接調用，如果沒有需要的控制系統，還可以自定制控制系統，本文中選擇使用從軟件中自帶的控制系統。在項目樹中點擊“Control”打開“Library”，選擇“fan180im.ctl”文件，完成控制系統添加。

圖4 創建刀具

測試成功后，該HARDINGE_VMC系三軸立式銑虛擬機床已具備仿真數控加工能力，接下來就可以添加需要仿真的NC程序，以及夾具和工件模型，按照實際數控機床加工操作流程進行定義設置，在仿真過程中，根據Vericut的驗證、分析比較進行NC程序的優化，最終輸出到實際加工機床上的NC程序是最合理的。

結語?；赟olidworks2010的快速三維實體模型創建功能，提供了準確的虛擬加工機床幾何模型和真實的機床外觀，利用Vericut軟件將機床幾何模型和機床運動有效結合，實現在計算機上建立虛擬數控機床加工環境。本文重點介紹利用中檔CAD軟件Solidworks2010和Vericut軟件相結合建立HARDINGE_VMC系三軸立式數控銑機床，為建立多種類仿真機床提供指導性方法。

[1]楊勝群等.VERICUT數控加工技術[M].清華大學出版社，2010.4.

[2]李云龍，曹巖著.數控機床加工仿真系統VERICUT[M].西安交通大學出版社，2005.9.

[3]王亞平等.基于VERICUT的數控加工仿真及優化應用[J].組合機床與自動化，2004（3）.

[4]鄭金興等.基于UG/CAM和VERICUT的復雜零件數控加工仿真[J].模具制造，2006（II）.

[5]劉衛.基于VERICUT數控加工的優化[J].機械設計與制造，2009（5）188-189.

TP249

A