陳鳳光， 馬春文

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學院 機電工程系，廣西 柳州 545007）

0 引言

當 今 CAD/CAM 軟 件 ， 如 UG、Pro-E、PowerMill、MasterCAM等得到了廣泛的應用，使得自動編程成為復雜輪廓加工的主流手段，數(shù)控編程人員都偏向于使用自動編程軟件完成編程。不過對于一些規(guī)則曲線、曲面加工，若輔以使用數(shù)控系統(tǒng)宏程序功能將具有更高效、靈活、快捷的特點。生產(chǎn)應用中證明，與自動編程軟件生成數(shù)控程序相比，數(shù)控宏程序簡潔、便于修改，其占用數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存少，避免了在線加工時因長程序的傳輸速率跟不上而使機床運動出現(xiàn)斷滯的現(xiàn)象；其次，加工速度較快，加工尺寸易于參數(shù)化；第三，對于同類零件具有通用性，適合于小批量多種類加工。但宏程序因為是人工編程，程序內(nèi)部有很多邏輯判斷、程序跳轉(zhuǎn)、參數(shù)賦值讀取等語句，往往會因編程人員自身考慮不周而容易出錯。因此，宏程序編好后需采取傳統(tǒng)的切削實驗部件方式驗證后，才能應用在生產(chǎn)中，這使其實際應用受到影響。

VERICUT軟件是美國CGTECH公司開發(fā)的數(shù)控加工仿真驗證系統(tǒng)，其不僅能夠直觀地校驗數(shù)控宏程序，清除編程錯誤。還可以模擬NC加工過程，以檢測刀具路徑中可能存在的錯誤，如過切工件、碰撞機床等。同時，可以利用VERICUT系統(tǒng)完成整個機床及其配套的刀具庫和夾具的建模，進行仿真加工，進而檢測加工效果。本文通過斜坡橢圓槽加工實例就此展開討論。

1 建立虛擬數(shù)控機床

1.1 機床模型構(gòu)建與參數(shù)設(shè)置

首先通過CAD軟件根據(jù)實際加工機床尺寸構(gòu)建機床3D實體模型組件，然后轉(zhuǎn)換成STL格式。在VERICUT中新建仿真項目文件，在模型組件樹中，創(chuàng)建機床邏輯結(jié)構(gòu)，包括機床基座，機床X、Y和Z軸以及機床夾具，如圖1所示。然后依次導入各機床組件，構(gòu)建機床模型如圖2所示。

圖1 機床3D實體模型組件樹

圖2 機床三維實體模型

通過圖3完成機床參數(shù)設(shè)置，主要設(shè)置機床行程極限和進給速度限制等。通過項目樹中添加控制器?？刂破骺梢允褂孟到y(tǒng)自帶的控制器，也可以自己構(gòu)建。如果使用系統(tǒng)自帶的，就可以開啟系統(tǒng)庫，然后選擇合適的控制器，根據(jù)圖4完成相應參數(shù)的修改。

1.2 刀具建模

為了實現(xiàn)仿真加工，要建立相配套的刀具。右鍵選擇刀具管理庫，輸入刀具裝配件編號，導入刀具裝配件。對于具有復雜形狀的切削刃，可以利用VERICUT提供的刀具管理模塊來完成任意形狀的刀具建模。

圖3 機床參數(shù)設(shè)置

圖4 數(shù)控控制器

1.3 工件毛坯建模

用CAD軟件輸出工件毛坯3D模型和設(shè)計3D理想數(shù)模，且轉(zhuǎn)換成STL格式文件；也可以利用VERICUT系統(tǒng)的建模模塊，完成工件毛坯的建模，并通過設(shè)定坐標系將其安放在機床的正確位置上。

2 斜坡橢圓槽加工宏程序

下面就FANUC（發(fā)那科）數(shù)控系統(tǒng)加工斜坡橢圓槽進行宏程序編制。編制中采用橢圓參數(shù)方程，以橢圓參數(shù)角度為自變量，根據(jù)參數(shù)方程計算刀位點的X、Y坐標，同時通過斜坡方程計算Z坐標，由此得到宏程序如表1所示。

表1 斜坡橢圓槽宏程序

3 斜坡橢圓槽宏程序加工仿真

利用VERICUT的程序管理功能調(diào)入斜坡橢圓槽宏程序。在前述已建立好的虛擬數(shù)控機床定義毛坯，在毛坯上設(shè)定加工坐標系，通過模擬走刀分析程序的正確性，完成程序調(diào)試，軟件計算刀具軌跡如圖5所示。對調(diào)試完成的程序進行加工仿真，程序結(jié)果如圖6所示。導入零件的設(shè)計3D理想數(shù)模，通過Analysis下面的Auto-Diff工具進行比對，判斷零件是否合格，從而確認程序的正確性。至此，仿真完成。

圖6 仿真結(jié)果

4結(jié)語

本文介紹了VERICUT數(shù)控仿真軟件對數(shù)控宏程序的仿真。應用VERICUT軟件建立與實際加工相符的虛擬數(shù)控加工環(huán)境，真實地反映實際加工過程中宏程序的運行情況，可以提高宏程序可靠性，避免不必要的失誤，提高宏程序的編制效率和質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)安全度，在生產(chǎn)實踐中有著重要的現(xiàn)實意義。

［1］ 陳海舟.數(shù)控銑削加工宏程序及應用實例［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.

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［3］ 李鋒，白一凡.數(shù)控銑削變量編程實例教程［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2007.