基于NX和VERICUT的四轴数控加工仿真研究

1. 序言在多轴加工中，刀具、刀柄、主轴与夹具、机床工作台及加工零件之间，因刀轴矢量、零件形态的关系，在实际加工中有时会发生干涉。

通常CAM软件只能对前置的刀具轨迹进行模拟校验。

VERICUT是一个独立于CAD/CAM系统的第三方NC代码验证软件，所有程序都要经过VERICUT验证后才能进入生产车间。

VERICUT针对CAM输出的加工程序进行多工位仿真加工，对加工中的刀具、夹具和机床各部件间的运行情况进行干涉与碰撞检查，对仿真加工后的程序进行切削参数优化，且提供了多种CAM软件的接口，可与CAM软件直接联接。

在NX 软件中，可应用VERICUT接口，通过设定其接口参数，输出被加工零件的模型、毛坯、夹具、刀具、加工程序、加工坐标系及加工工位等多种信息至VERICUT 环境进行仿真加工。

综合应用NX软件的建模、装配（零件装夹）、加工和VERICUT接口等功能，可实现在多轴多工位环境下零件的装夹、程序后置处理及仿真加工等智能化操作。

主要操作流程如图1所示。

图1 主要操作流程2. VERICUT联接至NX的环境变量在使用VERICUT接口功能进行仿真操作时，通常需要特定环境变量的支持才能正常运行。

一般VERICUT软件在NX之后安装时，系统将根据当前安装的NX 软件及版本自动配置计算机的环境变量。

初次使用VERICUT接口时，需对计算机的系统变量进行检查、设定。

VERICUT接口与环境变量见表1。

表1 VERICUT接口与环境变量3. VERICUT项目模板的建立项目模板文件是VERICUT仿真加工与CAM软件联接的基础文件，主要包含数控机床的控制系统与机床文件。

VERICUT提供了FANUC、SIEMENS和HEIDENHAIN等主流的数控系统文件，也提供了部分数控机床文件。

在进行多工位仿真加工时，操作者需根据实际应用情况选择数控系统与机床。

下面以VERICUT8.0、DMU50五轴加工中心为例，选择数控系统为iTNC 530，建立VERICUT仿真加工项目模板文件，具体操作如下。

基于VERICUT的虚拟数控机床建模方法研究L绪论：-背景介绍-研究目标及意义-相关文献分析2. VERICUT的基本理论-VERICUT的原理-VERlCUT的主要功能-VERleUT虚拟工作台的建模方法3.数控机床模型建立-数控机床的基本构造特征-数控机床的建模步骤-数控机床的验证方法4.基于VERICUT的虚拟数控机床模型建模实验-VERICUT仿真环境的建立-数控机床模型的建立过程-仿真结果分析5.结论-仿真结果综述-小结6.总结-总结论断-展望研究关于基于VERICUT的虚拟数控机床建模方法的论文的第一章绪论，对此领域的研究提出明确的研究目标及意义。

近年来，随着计算机科学和技术的发展，信息化时代也迎来了诸多数控设备自动化生产带来的便利和提升。

在这样的背景下, 通过运用VERlCUT软件模拟实际机床工作台的状况，构建虚拟的数控机床模型，是对数控技术的一种有效的利用。

本文的研究将重点介绍如何以VERlCUT软件为基础，建立数控机床模型并实现精确地仿真。

本文的研究目标主要是探索用VERlCUT软件建立虚拟数控机床模型，通过仿真实验来评估和检验数控技术机床性能参数。

本文还将根据仿真结果提出对数控技术应用效果的评估指标，以及在使用中应遵循的安全原则。

回顾相关文献，可以发现一些有关数控机床仿真的研究。

如某文提出了基于MATLAB的机床仿真软件，可以实现机床基本运动仿真；某文利用基于VERleUT的虚拟工作台建立数控机床零件工艺设计及加工仿真；另据报道，基于VERICUT的仿真软件在汽车业的复杂零部件的制造中表现出了良好的效果。

以上研究揭示，建立基于VERIeUT的虚拟机床模型并实现仿真，将有助于深入研究数控技术在机床模型上的应用。

本章主要介绍了VERICUT的理论基础，讨论了VERICUT的原理、主要功能及虚拟工作台建模方法。

首先介绍VERICUT的原理，VERlCUT是一款仿真软件，使用该软件可以模拟机床切削过程，具有准确预测切削行为的功能。

· 48 ·IMcadcam@IMCHINA@投稿邮箱经验方法，在每个分析步内传递数据，结构在气流压力作用下变形，而流场又直接受到结构变化的影响，因此采用流固耦合方法进行发动机进气管路的强度分析更加接近实际工况，而且得到的数据也更加准确和精确。

流固耦合计算与均布载荷计算的结果对比如表2所示，以均布载荷计算结果为基准值，可以看到，两种分析方法的计算结果非常相近，对比值均在1%以内，且流固耦合方法结果偏小。

本文研究的管道模型变形量较小，因此流固耦合方法的计算结果没有产生太大变化。

表2 流固耦合与均布载荷计算结果对比四、结语（1）本文联合Abaqus 和CFD 分析软件，针对某重型商用车发动机进气管路进行了强度分析方法的研究，主要进行了极限工况下模型真空试验、施加均布载荷强度分析和流固耦合分析，通过对强度与刚度计算结果分析研究各计算方法的特点及优劣性。

（2）通过数据对比分析显示，在极限工况下，仿真结果较试验值偏小，台架试验模型存在加工工艺缺陷和人为试验误差，而仿真模型更加理想化，故仿真强度分析可作为模拟台架试验的手段。

（3）流固耦合分析方法结合Abaqus 和CFD 软件，能够模拟并直观地观察气流在管道内的真实流动状态，模拟气流的冲击、漩涡、螺旋及局部回流现象和流体的速度变化以及管道内表面的压力变化，同时在每个分析步内传递数据，结构在气流压力作用下变形，而流场又直接受到结构变化的影响，相比于均布载荷分析更接近发动机进气管路的实际工作工况，得到的数据也更加准确和精确。

（4）流固耦合分析方法可以作为发动机进气管路强度分析的一种重要手段。

IM撰文/陕西国防工业职业技术学院 曹旭妍一、引言多轴数控机床结构复杂，运动多样，是加工复杂零件、异形零件的重要工具。

随着国内加工制造技术的不断发展与升级，多轴机床得到越来越多的应用。

然而，复杂零件NC程序的正确性制约了该类机床的高效应用。

如何有效地对NC 程序的正确性进行快速、准确的检验对提高机床的实用效率具有重要意义。

基于UGNX/IS&V的数控加工仿真设计总说明中国的制造业面临着巨大的机遇和严峻的挑战。

机床工业是装备制造业的核心，关系国家的经济命脉和安全。

虚拟机床是虚拟制造技术的热点研究课题之一。

以数控加工仿真为主要内容的虚拟机床技术可以在计算机上解决实际加工中遇到的各种问题，提高编程速度，缩短开发周期，降低生产成本，提高产品质量，并得到了广泛的实际应用。

因此本文通过运用CAD/CAM软件UG和UG IS&V模块，针对VS1575型三轴立式数控铣床进行了虚拟机床技术的研究。

本文通过查阅大量文献资料，系统研究了虚拟机床技术的产生、研究内容、研究现状及应用前景。

并通过察看说明书等资料和实际动手操作，全面了解了VS1575型三轴立式数控铣床的结构、功能、主要参数及数控系统。

同时深入学习了CAD/CAM软件UG的各个模块，重点学习了其中的建模、加工及后处理模块，对IS&V模块进行了全面的学习。

以上是虚拟机床技术研究的前期工作。

本文利用软件UG的CAD模块建立了数控机床、被加工零件及毛坯的参数模型，同时在CAM模块中完成了数控编程工作，并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的G代码;在调入由UG输出的机床及被加工零件的STL模型和数控代码的基础上，本文运用后处理构造器进一步创建了数控系统文件和刀具文件，实现了数控加工过程仿真，并进行了刀具轨迹优化和加工质量检验，实现了完全的虚拟加工过程，保证了数控程序的正确性。

IS&V 是UG 软件中一个功能强大用于数控机床集成仿真和验证的专用模块。

介绍了该模块的结构组成及工作原理, 并在IS&V 环境下建立了一台三轴数控铣床的仿真模型。

在该模型的基础上分别对零件加工过程中的刀具路径和铣床运动进行仿真, 预见和评估其加工过程中可能出现的问题并加以解决, 最终提高企业的生产效率并使其获得" 首试成功" 的加工制造。

目前多数三轴数控机床仿真系统，一般只提供二维的动画仿真，而且仿真系统的几何造型功能十分有限，零件和机床模型需要在其他CAD 软件中进行建模，然后导人数控仿真系统。

装备与自动化55 2021年第2期任 健摘　要：VERICUT软件是计算机模拟和进行数字控制物理运动的功能软件，拥有减少机器碰撞风险的功能，凭借三维模型技术的数字化设计，可以进行数控机床四轴零件的快速创造。

VERICUT软件的仿真加工性能体现在注重接近真实的过程环境中，利用软件模拟开发程序，提高程序虚拟过程的有效性。

此研究利用VERICUT软件建立了完整的四轴数控机床工作状态和仿真控制系统，对整机的加工过程进行了仿真模拟，并检验了四轴加工过程的正确性，以提高整体加工效率和加工精度，为四轴数控机床加工中心的加工作业提供实用的指导。

对成熟的三轴数控机床结构进行改造，并在四轴实际数控中心逼真的仿真环境中测试可能出现的误差，对于提高零件的性能和加工成品率具有重要的现实意义。

关键词：VERICUT软件；四轴数控；加工中心中图分类号：TG659 文献标志码：A 文章编号：2096-3092（2021）02-0055-03VERICUT是由美国公司设计的计算机软件，在机床的仿真、程序的验证优化方面具有同类型软件所没有的优势。

为了对刀具和机床进行保护，提高刀具的使用寿命，加强加工的质量与效率，利用VERICUT软件可以在数控机床零件加工前，完成工作流程和数控程序控制，从而获得正确、精准的数字，控制模拟数控机床的运动，减少实际切削和潜在的碰撞。

这样既保证了实际加工的准确性和合理性，又降低了首批零件调试的风险。

VERICUT计算机软件的主要功能就是模拟功能，可以模拟数控加工、进行尺寸分析、优化切削速度、仿真输出模型和技术文件，用模数控制来引导机床的实际操作，检查碰撞中可能出现的误差，减少机床碰撞的风险，在数控机床生产中具有重要的现实意义。

在VERICUT的应用环境下，建立四轴数控铣床模型，对数控程序进行仿真验证，可实现四轴数控加工仿真及导入管理系统。

基于VERICUT的软件方案，可用于建立四轴数据处理中心的主进程。

基于VERICUT的四轴联动数控机床仿真研究摘要进入21世纪以来，随着科学技术的飞速发展，机械制造业在整个制造产业中占的比例愈来愈重，数控技术的广泛应用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化。

因此，各职业学校和培训机构为了培养能够快速适应企业发展要求的高技能人才，纷纷进行数控技术的培训。

在传统培训上，学生的培训都是在真实的机床上进行培训，但近几年随着学生的增加，实习工位严重不足，影响了培训的质量。

在这种情况下，数控仿真加工的出现解决这一难题。

本文基于vericut软件构建了四轴加工的仿真环境，解决了上述存在的问题，实现了数控编程的虚拟制造。

关键词 vericut；数控机床；仿真中图分类号tg659 文献标识码a 文章编号1674-6708（2012）59-0026-03study on the 4-axis cnc machine simulation based on vericut and ugabstract in the 21 st century, with the rapid development of science and technology, machinery manufacturing industry in the entire manufacturing industry percentage of more and more serious, the wide application of numerical control technology for mechanical manufacturing mode of production, product structure, industrial structure brings profoundchanges. therefore, the vocational schools and training institutions in order to develop the can quickly adapt to the requirements of the development of the enterprise the talent of high technical ability, have to the numerical control technology training, in the traditional training, the training of the students are in a real machine tools on training, but in recent years with the increase of the students, practice location severity shortage, influence the quality of the training. in this case, the emergence of numerical control imulation processing solve this problem. this paper is the base vericut software build four axis machining simulation environment, to solve the above problems, realize the cnc programming of virtual manufacturing.keywords vericut；nc machine; simulation自我国加入wto以来，我国已成为全球的“制造中心”，数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，迫切需要一大批能够适应企业要求的数控高技能人才，大批数控机床操作人员的专业培训的重担就落在了职业院校和培训学校。

收稿日期：２０２０ ０３ ２１基金项目：陕西省教育厅科研计划项目（１７ＪＫ０４０２）；西安航空职业技术学院２０１７年度科研计划项目（１７ＸＨＺＨ－０１６）作者简介：佛新岗（１９８１—），男，工学硕士，副教授，主要从事计算机辅助设计与制造、数控加工技术的研究工作．ＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００２ １６３９ ２０２０ ０８ ００５基于ＵＧＮＸ１２ ０的叶轮四轴加工工艺研究佛新岗（西安航空职业技术学院，陕西　西安　７１００８９）摘要：针对某航空企业的叶轮加工工艺的研究，在现有生产条件下，以ＵＧＮＸ１２ ０软件为平台，制订了相应的加工策略，并开发了对应的四轴加工后处理程序，生成的加工代码经过ＶＥＲＩＣＵＴ仿真软件的验证，无过切、少切、碰撞等情况发生，产品加工质量符合设计要求，解决了企业的生产难题，该方案对类似生产问题具有一定的借鉴性。

关键词：加工策略；四轴加工；后处理；ＶＥＲＩＣＵＴ中图分类号：ＴＧ６５９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２ １６３９（２０２０）０８ ００１５ ０５ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＦｏｕｒ ａｘｉｓＭａｃｈｉｎｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆＩｍｐｅｌｌｅｒＢａｓｅｄｏｎＵＧＮＸ１２ ０ＦＯＸｉｎｇａｎｇ（Ｘｉ ａｎＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＶｏｃａｔｉｏｎａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ ａｎ７１００８９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｎａｖｉａｔｉｏｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＵＧＮＸ１２ ０ｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｆｏｕｒ ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｏｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｏｄｅ ＡｆｔｅｒｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｙＶＥＲＩＣＵＴｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ｎｏｏｖｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇ，ｌｅｓｓ ｃｕｔｔｉｎｇ，ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ，ｅｔｃ ｏｃｃｕｒｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｍｅｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｓｏｌｖｅｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆｔｈｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｔｈｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｈａｓｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｍａｃｈｉｎｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙ；ｆｏｕｒ ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ｐｏｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ＶＥＲＩＣＵＴ 随着我国数控加工业不断发展，加工要求也不断提高。

基于VERICUT软件构建四轴数控加工中心的研究与实践李华芳;杨延波【摘要】VERICUT软件具有模拟数控机床的实际运动,降低机床碰撞风险的功能.通过三维数字化设计技术快速创建四轴数控加工中心机床所需零部件的三维模型,对三轴数控机床已有的成熟结构进行重新构建,设置运动部件的基本参数后即可对机械零件进行四轴数控加工仿真.在接近真实的四轴数控加工中心模拟环境中检查其潜在的碰撞错误,对提高零件加工的成品率具有实际意义.【期刊名称】《系统仿真技术》【年(卷),期】2019(015)002【总页数】4页(P148-151)【关键词】四轴机床;数控加工中心;VERICUT;数控仿真【作者】李华芳;杨延波【作者单位】陕西工业职业技术学院,陕西咸阳712000;陕西工业职业技术学院,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TG659VERICUT软件是一款数控仿真加工软件,它能仿真数控机床加工,进行碰撞检查,仿真后能对切削模型尺寸进行分析,还能对切削速度进行优化,并输出仿真结果模型,以及生成工艺文件报告[1]。

其中,模拟数控机床的实际运动,检查潜在的碰撞错误,降低机床碰撞风险的功能在数控机床加工中有很强的实际意义。

在VERICUT软件中构建四轴数控加工中心的基本流程,如图1所示。

VDF-850D立式加工中心机床是大连机床集团公司生产的一款适用于板类、盘类、壳体类、精密零件的加工机床。

机床带有自动刀具交换系统(ATC)、便携式手动操作装置(MPG)和回转卡盘等功能。

其机床基本结构、夹持工件的位置[2],如图2所示。

图1 构建四轴数控加工中心机床的流程Fig.1 Constructs the flow of a four-axis CNC machining center machine tool图2 VDF-850D立式加工中心机床基本结构Fig.2 Basic structure of VDF-850D vertical center machine tool1 打开VERICUT软件中自带的三轴数控铣床模型双击打开VERICUT8.0软件,选择文件→单击打开项目命令。

C ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ872012 08案例ASESＶＥＲＩＣＵＴ软件在数控仿真加工中的应用文／秦如明文基本功的训练为基点，在教学活动的设计上应注意激发学生的学习动因，开发学生的学习潜能，提高学生的学习效能。

此外，教师在教学过程中要注意学法的指导，落实学生主体的参与性，以提高语文教学的可操作性。

3.实践性课程教学的构建叶圣陶先生说过：“语言文字的学习，出发点在‘知’，而终极点在‘行’，到能够行的地步，才算具有这种生活能力。

”目前，语文教学应用性差的现实问题，使我们的语文教学在能力培养和素质教育的目标上收效甚微。

我们知道，能力的生成要靠知识的内化、拓展、迁移和训练，要使学生获取知识、培养能力、提升素养，仅靠课堂的讲解与练习永远无法达到，这就要求教师要着力开发和应用语文课程的实践性资源，拓展学生语文学习的空间，增强学生在各种平台应用语文的意识。

开发实践资源，可以从两方面入手。

一方面是在课堂内，教师对课程实践资源标准的把握要突出其训练价值，即它能使教师拿来训练学生有效思维、阅读、写作与口语交际，激发语文学习的潜能，提高相应的语文能力，而不只具有导向价值。

例如一篇美文的教学，如果不能激起学生思考、质疑的积极性，实用文写作的教学不能应付学生社会生活的实际需求，那么教和学两者都将难以真正促成能力的生成。

对此，我们可以借助开展一些富有渐进性和全员参与性的小型活动来调动学生的兴趣，如常态的背诵、朗读、口头作文、辩论、演讲之类，或充满创意的模仿表演、角色体验等。

另一方面是在课堂外，教师可借助校园文化平台开展丰富多彩的语文实践活动，如在节日活动、艺术活动、社团活动和社会实践中指导学生参加演讲、诗文朗诵、学生会及各社团的竞选等，来锻炼他们的口头表达能力和人际交往能力。

教师可以指导学生为学校的广播站和社刊投稿来提升学生的写作能力；可以指导学生出黑板报、宣传栏等训练他们获取、研究、合成信息的能力；还可以指导学生在筹办活动时撰写活动方案、海报，在专业实习和社会实践时写实习报告或专业小论文，以此提升他们应用写作的能力。