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Vericut 基础 构建三轴机床 、仿真宏程序

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发表于 2020-4-7 10:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
使用 Vericut 仿真,必须包含毛坯、数控程序、刀具三个部分,但为了仿真的准确4 H+ F* s, p* {! h; R( I, p4 C. t0 _
性和真实性,我们还需要机床、夹具用于仿真碰撞,设计模型用于比对仿真结果的正
: A3 W9 P5 B+ F确性等。
) T2 w; N1 s7 i1 A. `% q* x& D9 S% k# U- K0 O) }+ o, p; M4 t
在 Vericut 里有两种方法构建机床,一种是通过 Vericut 自带的简单建模工具建立
& J9 i) f/ F8 l9 y机床模型,另外一种是使用其它 CAD 软件先建立好机床模型,再将机床模型文件导1 R) T( L2 P1 F2 v( w6 v5 u
出为 Vericut 可以接受的文件格式,再导入 Vericut。用 Vericut 自带的建模工具建立机$ V# a; q' K4 \* x# H. E: d$ D) Z
床模型比较麻烦,这里我们用第二中方法,利用 NX 将建好的机床模型文件导出为.STL9 U0 ^* @; p6 j
格式文件,并导入 Vericut 用以构建三轴机床。
 楼主| 发表于 2020-4-7 10:08 | 显示全部楼层
一、从NX输出机床模型
0 G4 r0 a* Q' M: F8 V$ d0 {
& M3 X# n- X/ H+ i& x 1586224899(1).jpg
* w/ Y; j1 k5 o0 l
4 H" X( r. ]* l4 z
$ G% P- D' U7 _5 y一般像机床外壳,控制系统操作面板等实际仿真过程中不需要的部件可以不导出,
0 R. R/ V4 B( ?5 j6 d1 P1 p不过在 Vericut 里导入不参与仿真的部件可以增加机床的真实感。这里我们不导出机床# Y- X& @) m9 O. K& E0 A
外壳,控制系统操作面板这两个部件,将这两个部件隐藏如图 2 所示。! g( f( Z& g( W7 R% p
: T; j, ^2 e  X5 C$ w' k
1586224981(1).jpg 5 K0 v( s) O2 U) r& C  j
' Y9 C- V" |/ i$ ~: ]
: n" Z9 |6 a2 i6 _) m+ N/ U) Y
将不用的部件隐藏后,我们可以看见如图 3 所示的主轴端面的坐标系。
) ~$ o9 f# M! h9 J* U$ c% U) n5 ^, ^/ P
1586225047(1).jpg " q* m$ x' e5 J  Y; \- J7 b6 [! o* C: E
8 A. P6 ]/ k! M0 k
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:09 | 显示全部楼层
在机床建模的时候,我们一般会按照机床的机械零点位置来建立各个机床运动部
  a5 n; L2 C: Y  j6 Y# X# J件的模型,而机床的 Z 轴的机械原点一般在主轴端面,如图 3 所示。但从这个机床模
8 F( j+ w3 E; N' D型可以看出 X、Y 轴的位置并不在机械原点,所以我们导出后还要在 Vericut 里进行调
+ F# d, ~, e, I: G5 C整。* R! F) c1 \& l3 N9 I
& s( {/ H) Z, n1 X2 P' W& ^, d$ E
下面先输入机床床身,即在仿真过程中不运动的部件。选择主菜单 File > Export' x, X: w1 G1 G7 b
>STL…,弹出 Rapid Prototyping 对话框,这里可以设置输出模型的公差,公差的大小8 ^0 O& `/ [$ x) w5 ~1 M3 q6 M/ g
会影响 STL 文件的大小,不改变参数,单击 OK,在弹出的对话框中输入要保存的文
) U/ e! ~9 F. x! R件名,输入 Based_Y,双击鼠标中键(单击两次 OK),选择绿色的底座和导轨,如图 4
; w' l" c6 F; O0 o5 {+ \1 _6 ~所示的高亮显示部件,选择完成后所有弹出的窗口,都选择 OK。
' I. P  A! m; P6 l3 J( H- D# Y8 L
$ a8 a2 c" d# k- o$ P3 f$ q" e; b 1586225131(1).jpg : W, k5 i2 M& ?6 f3 j
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:18 | 显示全部楼层
用相同的方法输出 Based_Z 部件,如图 5 所示。2 @! |3 `. c7 y% ~5 R- V7 U
$ i. t3 U  h2 {6 i0 a1 J
1586225189(1).jpg * e9 @) g/ B, R2 u8 h! ^9 n

/ u% E4 g9 l. }& `1 Z) ^; W9 K' C: X. Z) r, `- B% l  E/ C
输出 Z 部件,如图 6 所示。4 w) Z1 A1 E% a' m

* C) S$ O, [9 e, ^$ Y 1586225235(1).jpg 2 a, T7 ^4 l& Y, V

# O& p  y: R! S% G3 t: m
! k) {- w4 W( v8 E$ s* W% F
1 m& i3 o6 N. ^7 ^: w1 o. E输出 Y 部件,如图 7 所示。
5 K% y. s& a0 o9 W1 B5 ]) y
& F9 |- a3 ~+ Q4 R: E3 i 1586225283(1).jpg
* K- M: v) V, X
8 [8 D/ i. s& a; p* d% v7 q4 V5 y6 r& H

& G7 t4 @  E: R% M5 M+ C) h" J输出 X 部件,如图 8 所示。  H" `( S1 Q+ Y2 b. u" N

$ ]7 t0 L5 X9 X4 t) D7 {- I' m  k# E& `& ?0 {6 v% f
1586225332.jpg - v! m$ V! }4 E- D. F* i& p
! A: l4 P  \9 t# y* |! m0 Z

/ o" w! I$ ^- N
% Q) I. x2 z5 m输出 Spindle 部件,如图 9 所示。
* G& w7 R  _5 C0 S
% L8 R8 n, j9 f, U
$ o& u( o8 l* { 1586225553.jpg ; F" M( v0 c4 j1 u* ]  q# A  {
: @9 @2 J& E! r" }# F( D
4 f! Z, C1 ?! h
我们在输出模型的时候可以将相同的运动部件分开输出,如上面输出 X 轴运动部* u- m6 T" X! e' i# F2 Q
件时可以将导轨滑块和工作台分开输出,这样导入 Vericut 后可以针对不同 STL 模型6 V; V& O4 N9 b+ W. J6 b& T
文件定义不同颜色,使仿真的机床在视觉上更接近于真实机床。- {' n: e' ^3 k- L! V# K
完成输出机床模型后,接下来将输出的模型导入 Vericut。& T. n' }" H8 b) M  v' i8 N
; Z% `( G* Q2 C. L5 D# j

/ i$ J; `% F' D+ ^  y
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:20 | 显示全部楼层
) \; J. x2 j& ?
二、在Vericut中建立机床模型
! o9 Z5 ^6 W# G- o8 p9 P+ v5 r
1、新建一个公制项目文件(HARDINGE_VMC1000II.vcproject)
9 }$ m% F9 [1 m  C5 b' t: ]+ A% V) y- R
# v, g+ P! S2 `3 g 运行 Vericut6.2。
7 }: |, _1 [/ i3 K* W; U7 V( J7 [# \0 j2 G9 @& R
 选择 File > New Project > Millimeter ( 或选择工具条上 按钮 ),新建项目文
% }! `+ i% p6 J) ^& ~  G- Y0 n    件。  ]( U, f. W5 Y) ]" K2 p, i7 I
; h  c' Y( T0 p( U* z9 N9 L
 选择工具条上 按钮设置你的工作路径,例如:E:\ HARDINGE_VMC1000II。# Z( R; T+ k" R" A* |

. X# r# ]2 J7 L/ {: {, z0 z 选择 File > Save as...菜单命令,。' j) A) ]. [* J/ u, H" C4 P- \4 d
7 g1 y* M( q6 v/ V' d" U
 在 Shortcut 下拉列表框中选择 E:\ HARDINGE_VMC1000II,进入用户自定义3 d+ O5 U& U; u+ O4 t
    路径。1 b" R2 N. K; _

6 ]# N# a% D# ~ 在 File 文本框输入 HARDINGE_VMC1000II,单击 Save,将新建项目文件保
, R1 ~& W0 E% l9 V- Y' R存在用户自定义目录下。1 I" \2 W6 ^! M
5 Q; V3 \* `: _
工具条上新建项目文件的快捷命令: (Inch:英制)或 (Millimeter:公制)。右
; U7 b% {) _1 q1 t5 A# {6 q键在该图标上单击可以在两种模式来回切换。
8 |( Q5 w% ?9 n2 V4 g/ ~, U4 O# p1 {2 S3 J
( _/ ?/ G; n. n# k4 J
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:23 | 显示全部楼层
2、定义机床运动结构6 {0 r+ U9 s$ S% A
(1) 显示部件树
: x, \8 ]4 a1 w6 v6 ^/ A( R3 d 将刚才导出的机床模型文件拷贝到用户目录 E:\ HARDINGE_VMC1000II 下。# ~8 o" D5 f- Q" Q& `. t
 在主菜单中,选择 Configuration > Component Tree ( 或选择工具条 按钮 ),
# L! y! |, h. U. n  m系统弹出 Component Tree 窗口,如图 2 所示。
0 }, M4 u- j0 `" R5 A. J% {) C( p/ c/ Q3 `: G$ Y' _  n0 V
1586225877(1).jpg 1 n+ P( a0 T! J% Q

  a, u5 O0 t% p! V& r" ~! b6 v! W9 }" g8 J; P% ?
(2) 定义“Base ”部件5 L4 N8 F" C* ~' }' m! N
 在图形区,单击右键,选择弹出菜单 View Type > Machine,切换到机床视图。
" x$ M. E+ t6 ?$ h% L( G* v+ e 在 Component Tree (部件树)中,选择 节点,双击,弹出 Modeling0 q! ]2 U8 W5 }" j
窗口,进行部件或模型相关参数定义。1 |6 @$ z6 u5 Z; z! F' l. E  W' |* c
 选择 Model 标签。
. t  U* q7 R7 }" q( ~/ c 在 Type 下拉列表框中选择 Model File 选项。
; P2 n  k0 e; S+ Z# ?0 E 单击 Browse…按钮。
& L$ ~5 D2 X- E1 @0 b 在 Shortcut 下拉列表框中选择 E:\ HARDINGE_VMC1000II 选项,进入用户自
5 h; X0 ]& G0 }. k9 ]) ~# ?定义路径。
3 l8 p& A+ K: l7 {+ R# ^' N- R 在文件下拉列表框中选择 Base_y.stl 文件。
% D! O. a3 G# F) b  Q! l 单击 Open 按钮。
- {- E; e7 h3 _) Y& n; _; _ 在 Modeling 窗口中,从 Color 下拉列表框中选择 28:Dodger Blue 。9 @" n% c# y& F* ^: r' |
 单击 Add 按钮,将该文件添加到 Base 节点下。2 ^+ Z* G% P6 R! A' Z
按照上述步骤将Base_z.stl文件添加到Base部件节点下,对应Color选项: 10:Beige。
6 S: U! ^" i$ ]6 s+ n/ f* H. q如图11所示。) ?" S' S7 |: y# u9 P
1586225982(1).jpg - }+ _3 U( P* |( v1 ^7 }
一般,我们把机床中不运动,不参与仿真的部件模型放在Based根节点下。
9 p+ h4 \* ~. T1 y
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:30 | 显示全部楼层
(3) 定义“Z ”线性轴
0 h" X" z! T1 \& d  P  p/ A) N在 Component Tree 中,选择 节点。
+ l& ?/ ?9 X: y# y+ P" A* r. W5 u& V% z" q2 |; m# P: ^# D2 m
右击 节点,从弹出菜单中选择 Append > Z Linear。
9 l/ |  `9 y- s' B
  {& m- j0 ?" h! w5 W5 W- i  S2 n双击 ,进入 Modeling 窗口定义 Z 轴速度和颜色。(后面如果没有特
. g' ]; M, ^; z! C9 s, \* N别说明,都是选择节点,双击进入 Modeling 窗口)
% v, G5 _- e, j
# A; r- ^3 C* w6 E& U在 Component Attribute 标签中,在 Rapid Rate 文本框输入 Z 轴快速定位(G00)6 J! X6 x* o7 o$ J- P
的进给率(units/min):30000。
7 m! G/ q' x5 b- b% d! k3 h/ X
& C: C1 g1 x* y. ]1 X      下面添加 Z1 轴的部件模型。/ u# d( n* m. t6 A) P6 W
! r0 h. B5 @; G; k( ]
选 择 Modeling 窗 口 的 Model 标 签 , 添 加 用 户 自 定 义 目 录 E:\
% i' D) ^: {# Z# j. \HARDINGE_VMC1000II 里的 Z.stl,颜色 7:White。(后面如果没有特别说明,& p$ \0 }. n% V& i# @- R- A
都是从该目录添加模型)6 D% }$ R  C: ~# ^& C! U

6 M! B& c! _. z添加完成“Z”轴部件模型,如图 4 所示
" v$ V; [3 o8 Q, @+ [. @ 1586226299(1).jpg
+ B1 B8 j; l+ u5 s* t/ t  T8 a, k' I6 E1 e1 x! _) ^
每定义好一个运动轴,可以通过 MDI 功能检查设置运动轴的运动方向是否与机床
% m# C3 {+ T# L7 v8 Z* ~! ~实际运动方向相同。; V% `: K, m% y( Z4 W: \

; V- B( j6 y5 `& S' ]' u2 W工具条上,左键单击 按 钮,弹出 MDI 窗口,在 Axis 下拉列表框选择已定义好
) d1 O3 J) `8 b# N# _% ?2 l的运动轴,在 Jog Distance 文本框输入运动步距。如图 13 所示。# [. q4 `1 `# r& c% g
9 c! }- E" y, W) w; [# `4 A
1586226345(1).jpg
4 p8 _5 I6 V% `
$ e8 V. z& k  g. w  U. S3 ^) @0 T0 [# ^' D( R& }; N

. Y/ k5 c0 Y/ Y  y" ~5 ]  G  P
( s8 @' ]" _% ^6 f3 Z
4 e7 Y6 P- G' Q% S
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:41 | 显示全部楼层
(4) 定义“Spindle”刀具轴
1 I1 B, f6 g; p8 K/ M在 Component Tree 中, 节点下添加 。
5 x7 w) _! c* v! P" l添加 Tool Spindle S3 的部件模型。

: [4 C9 K# c( |% A1 H3 s4 k
8 G7 z$ M! O/ P5 {  ], X; [通过 Modeling 窗口,添加 Spindle.stl, 颜色 3:Light Steel Blue。
4 i8 ^4 d6 i! o* Y5 ?" V添加完成“Spindle”部件模型,如图 14 所示。

9 {7 X0 R; N$ o2 o2 y# j
" `3 I7 l. O: c: q 1586227051(1).jpg
$ [. V2 g" F+ j! I2 h( m
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:43 | 显示全部楼层
(5) 定义刀具换刀点(Gage Point)
, Y; k% _3 b( k+ O* i在 Component Tree 中, 节点下添加 。
" u7 I' w% M7 u9 c; W添加完成 Tool 换刀点,如图 15 所示。

( x. c$ o- S% L; W# V
8 Y! E. d& W3 C# w8 G 1586227131(1).jpg ; _4 A) u. d* B* |1 `5 Z
1 Z6 K7 y% }2 F+ u( G
现在我们完成所有 Z 轴运动部件的定义,如果我们仿真的时候不需要机床,那么0 n: Z; P) z2 P* k  B/ x
只用定义机床运动结构的节点,不需要在节点下添加机床的实体模型。
6 `$ j' |9 m$ C! ]7 l
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:46 | 显示全部楼层
(6) 定义“Y ”线性轴
% l) e- k/ ?( j# |
  \& f+ x0 M7 I/ T; P) ~9 }' c在 Component Tree 中, 节点下添加 。9 q' ?& a: K/ D; d/ k. Y1 I3 F

! X& O$ P3 k0 t进入 Modeling 窗口,Component Attribute 标签中,在 Rapid Rate 文本框输入/ f/ g# N5 _# Z* q
Y 轴快速定位(G00)的进给率(units/min):30000。
% ]. k, c+ H% r  \
  k& R) L8 p+ U7 T+ _% I; N
在 Accel/Decel 下,Max Feed Velocity (units/min)文本框输入进给状态(G01、, a" `6 Z4 c. C7 d$ t
G02/3)的进给率:12000。

' y8 N8 @  G- D
- N8 z8 f0 u# L添加 Y1 轴的部件模型。
8 S/ O5 I$ a7 P' T( A% P, o+ R/ f . A6 \( ]- g7 E' }
选择 Modeling 窗口的 Model 标签,添加 Y.stl, 颜色 12:Dart Turquoise。, Q2 b0 n, v  B- }/ r) M: c0 w  E
因为在 NX 里的建模坐标系不在机床机械原点,在仿真过程中我们需要超程报警,
4 R1 z4 e8 V% G! f# C  S0 Z所以我们导入的机床必需设置好机床机械原点,该机床的行程是 X1020*Y510*Z410,
  J9 x: N5 v) }" Y7 s下面将 Y 轴部件移动到机械原点。
: u7 T2 E- I* @3 k& L; Y. ~+ R
4 o* |9 @6 _) W3 ]# Z$ B8 V2 [- y
选择 Modeling 窗口的 Positiion 标签,注意在该窗口的上面在 Selected 复选框% |( d2 L. t' M9 H( q
选择 Components,这样我们在移动时,是移动整个部件,而不是移动一个模

: N" W; u+ w3 F) @3 X型。在 Translate 标签下 Position 文本框输入: 0 -255 0 (数字之间用空格分开),- W; e& q( D  P/ `  E& U
表示将 Y 轴部件移动 X0,Y-255,Z0 的距离,如图 16 所示。2 B  ?7 i% K" o3 t: V
* ~4 Y2 {3 w6 X
1586227292(1).jpg
( E8 h0 j* I0 k0 @+ N
. H  B& a8 p* ?+ xVericut 里面有许多坐标系,如部件坐标系、模型坐标系、机床坐标系、工件坐标
( h8 y, \3 j6 O系、用户自定义坐标系等,但对构建机床运动结构影响最大的是部件坐标系( n2 ?% y: i; g, f+ g+ y
(Component)。当新建一个 Vericut 项目文件的时候,Vericut 所有的坐标系都是在一个
" Z7 g5 `* \# |1 t! `  r$ J位置。注意看上图中每个节点后面括号里的参数值,里面的数值就是该组件坐标系原
( I, B" n4 z1 `$ l4 u% p点相对于上一级父节点组件坐标系的距离,对于旋转轴,每个旋转轴都是绕自己的组' T/ u3 z, M! x/ G8 y& [5 R! \
件坐标系来旋转的。
' d; P  i9 a" [; R7 q# M( Z
/ c+ y' y* Z6 {' D% A在平移,旋转坐标系的时候,要注意选择对象,即在 Modeling 窗口上面的 Selected
4 d" u0 M1 Z; R* q/ N2 X的复选框选项,如果是 Model,移动的只是一个模型文件,如果是 Components,移动
- k* z& Z/ m$ J; R/ S9 e的是组件,包括这个组件节点下的所有节点都会相应的移动,Selected 选项如图 17 所
) v: w. E5 b, x( b( F: U. Y( c& J/ B示。  D, u( W1 I/ _3 D$ N3 ?/ w
+ ], }& F- M  c4 @- n: o$ t2 d

, ]% S- [4 L4 Q. m+ s 1586227345(1).jpg , V. |) }  g* r. C; P/ Z$ v, v' ]

; H" {1 ?2 S+ y, Q2 ~4 |
0 ]+ j- I9 {% Q) }
+ e" b3 V9 p  ^+ p
! w/ N* e! G/ p) |' k+ n
回复 支持 反对

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