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Vericut 基础 构建三轴机床 、仿真宏程序

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UoUGSl9U
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: p  d& `% R5 }- j
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  t, }1 g) k  g# W) _$ d
确性等。
8 F+ D* V9 U* y: g
  l* N7 r* o1 @* x8 J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
! J0 t% M+ f7 N1 J; R2 Q+ 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9 g8 X# x& M- P& Q' M9 ?; |+ l% y& L
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
$ {- Y7 Q. A5 r9 p9 @; b* I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.STL7 I4 ^, d+ V, S( x) p
格式文件，并导入 Vericut 用以构建三轴机床。
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UoUGSl9U
 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4 Q2 n( u! L( t: b8 v0 T

, a6 c  `, f& |, w 1586224899(1).jpg , k* W, u' n2 q/ q7 E
) ?8 ]: J' J( l* x
+ o6 ?6 u+ B3 l+ l( R
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，
1 j9 j8 J4 H* F% R% ^# p9 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5 L4 ]2 |9 }4 M  }# {6 F! G
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。/ b- e' y4 k% X* s2 Q

8 b1 h/ _& c$ E) W6 G 1586224981(1).jpg 5 M$ F2 ~# P0 x( P# h
" N8 g: O2 Z. T' ?# y

! o3 d; O6 A- i* x+ N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。
" k3 A9 q& l8 v# L
$ y0 `/ G. g, S 1586225047(1).jpg ! [3 R$ e; W# N+ X) Z% q, A
. c  }) D( d5 e9 q8 ^2 n% P4 a
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UoUGSl9U
 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0 x8 J" [4 j5 x% q- M
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
# \. h7 ?) t6 P' g5 _& c* u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; p0 W+ f6 M3 E. L" k  ]
整。
/ M4 ^; X' K5 x/ F7 x. u1 \" X- J- X+ z1 Z+ w0 ?; W# x
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 > Export7 {: B! m1 j  I, v8 K. V7 o$ ~
>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
3 A2 `1 F) `) [1 g5 l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& d# U2 ?; D3 Y) \$ H
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
$ o5 f5 q# V4 `# Y# {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。: p" u; k( E: |. v
5 z, t, v1 K- }" |9 w/ s
1586225131(1).jpg 6 Q5 |: ]9 A9 B' [! U
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UoUGSl9U
 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。" E% ~% l0 e5 {  R$ m: R5 c# F7 k: C  `
2 @" X7 H( z+ m6 c
1586225189(1).jpg
$ B3 \$ D# W+ M; o3 T5 y- h
3 ^* j- g8 v* u5 q8 ?3 v7 R4 i. J" B) B- b2 p$ q! ^
输出 Z 部件，如图 6 所示。
5 S( D, x, G: n; e7 |6 h; V+ Y
. q2 P. N5 r+ U  x0 { 1586225235(1).jpg
. e  F5 v+ @$ R6 @9 Y0 f( P( K6 Y. _' |
& T- H$ H2 N0 r2 o' x4 U- B3 y9 R$ q# y! ]- t" S) T
; S0 ?. v1 K- R. H5 ]
输出 Y 部件，如图 7 所示。+ S0 B/ e1 R  P5 m
0 l& i5 q9 E3 h* [* @# c
1586225283(1).jpg
  E* v2 r4 ~5 p$ M) T
& x2 C( t0 t/ g4 E; W
9 F: R, R% |5 B, ~8 ^+ R  M5 \. S. r* _6 |& }# N
输出 X 部件，如图 8 所示。/ O: P0 }& }$ ?# q& t8 s2 J
% t* c, l7 a3 |
% H: F+ h, L, ^" f& G
1586225332.jpg & V0 r9 D1 b: {0 o" z# t
$ x7 i, V2 V; a( K7 S" W; V  z

% L5 |) w/ _2 K( x! l. U; f$ n% O# B8 c
输出 Spindle 部件，如图 9 所示。5 Z* k& `, \% w% k( W

) H6 G, Q$ o# U) l* j& t+ Y/ x, ^+ ]& v: U9 f& @5 R
1586225553.jpg
4 k, Z# `0 c& A2 Q
) [: r+ Z; d/ c  @3 o" w$ `" J4 G
9 M  X& x' K% J7 ]7 i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. S4 }3 Y1 Z; m% i# ]- u
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
2 R& W4 F) w+ T- g3 {9 m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。
& _$ }: L. r1 q完成输出机床模型后，接下来将输出的模型导入 Vericut。+ T# g3 }. b0 l4 }: O& @
# l9 ?& ?' k* V
) S( L' B( w0 D7 Q: a
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UoUGSl9U
 楼主| 发表于 2020-4-7 10:20 | 显示全部楼层

' }6 O: L7 f4 {* S' C二、在Vericut中建立机床模型, C7 ?  q' B6 S( R& E  R2 r
1、新建一个公制项目文件(HARDINGE_VMC1000II.vcproject)
' ~3 J0 W% t7 N( ]* V& P, O3 a7 b6 ^8 z! v- Q
 运行 Vericut6.2。" q7 D4 M' {& a/ H8 D

: e+ R- |' G. ]+ V" x$ J0 p0 P 选择 File > New Project > Millimeter ( 或选择工具条上 按钮 )，新建项目文6 h6 s* Z$ b. b$ C
    件。
* \. F/ ^" {7 ^9 E6 B8 R
" D' G. k9 s8 ~1 C' q0 v/ G4 f! p 选择工具条上 按钮设置你的工作路径,例如：E:\ HARDINGE_VMC1000II。0 k# r- ~& A9 b7 A
  O# O# H5 U" V* p6 H8 l7 d) i& r
 选择 File > Save as...菜单命令，。
4 C, g# S5 }9 h9 ^+ f& Y7 P3 u; @) T  Q4 b1 k9 r" z9 B5 Y
 在 Shortcut 下拉列表框中选择 E:\ HARDINGE_VMC1000II，进入用户自定义
3 J2 k/ F( X$ I( ]    路径。
" ~' d+ T; t9 r. u& ~( I& W/ ?" {$ I" a# t. I  u
 在 File 文本框输入 HARDINGE_VMC1000II，单击 Save，将新建项目文件保
# S" t0 a! k7 ^- R/ n/ Q% ?. B! R存在用户自定义目录下。
# S* S; m9 G( ^0 R
& n1 I) m. E" y1 z# _3 B工具条上新建项目文件的快捷命令： (Inch:英制)或 (Millimeter:公制)。右5 m2 ^+ m7 e% k
键在该图标上单击可以在两种模式来回切换。
# I9 T# t$ @+ F8 y3 ~$ t, g1 \3 a% S/ \; r# ?  ^

4 i; K3 b/ X1 q8 I
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UoUGSl9U
 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# k8 A. P5 C3 d
(1) 显示部件树, W" ]6 V" g- l* H0 ?' i( N
 将刚才导出的机床模型文件拷贝到用户目录 E:\ HARDINGE_VMC1000II 下。
4 |" Y: y$ U; j' |5 T% } 在主菜单中，选择 Configuration > Component Tree ( 或选择工具条 按钮 )，
8 Y7 [  o! z. B9 D5 u5 v/ z# `系统弹出 Component Tree 窗口，如图 2 所示。
/ e/ q! u4 W% A& O' y6 x1 g' \5 n$ L$ [) Y# \9 R* t+ u
1586225877(1).jpg
: O! L1 [+ C; l
  }4 M. G8 r' L* {0 E6 o6 P9 o$ B0 J# J$ Z! X6 I9 f
(2) 定义“Base ”部件' r- g; T$ ?( v, m
 在图形区，单击右键，选择弹出菜单 View Type > Machine，切换到机床视图。
$ z4 ]% p, G, [7 g! Z; R 在 Component Tree (部件树)中，选择 节点，双击，弹出 Modeling
8 T" B; v! m' v. G/ S% W( [窗口，进行部件或模型相关参数定义。% s1 k3 ?( S, m9 a9 G
 选择 Model 标签。" `& u+ W( E% f: z% h' }
 在 Type 下拉列表框中选择 Model File 选项。
: g$ `+ `! g. @ 单击 Browse…按钮。% j3 p3 X* G8 i
 在 Shortcut 下拉列表框中选择 E:\ HARDINGE_VMC1000II 选项，进入用户自
# P2 }  S0 Q8 x, u( |定义路径。6 r  v/ L4 H% f2 u
 在文件下拉列表框中选择 Base_y.stl 文件。
! K9 l8 `7 k' u( d2 a 单击 Open 按钮。+ e# k4 i* J( u* G+ c  l1 e
 在 Modeling 窗口中，从 Color 下拉列表框中选择 28:Dodger Blue 。+ @: {* F8 Q8 S
 单击 Add 按钮，将该文件添加到 Base 节点下。
8 H1 y  A2 f7 m  y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。
$ u; ?$ ?  T" o# Q( E1 a' ?5 T& w如图11所示。
+ N9 F$ [4 g5 v4 y 1586225982(1).jpg
9 p6 u& M7 z9 u: c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。- D0 [0 x( L5 ]$ L' e: z
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UoUGSl9U
 楼主| 发表于 2020-4-7 10:30 | 显示全部楼层
(3) 定义“Z ”线性轴: e% n4 \# S6 Y! ]
在 Component Tree 中，选择 节点。3 X  `, Y; |3 i) ]

( D- X7 K8 S* S2 w4 T: B4 J  S/ N右击 节点，从弹出菜单中选择 Append > Z Linear。  A. T5 ^+ U. P! l

& ]! F! P, f3 n* w% B双击 ，进入 Modeling 窗口定义 Z 轴速度和颜色。(后面如果没有特% `- A2 q$ Z: ]1 U
别说明，都是选择节点，双击进入 Modeling 窗口)
! y* O& F# Y4 a; j7 X7 m( y  f+ d) O$ z! S
在 Component Attribute 标签中，在 Rapid Rate 文本框输入 Z 轴快速定位(G00)
. J7 y2 {! d- p; a$ h$ @  D的进给率(units/min)：30000。
/ J( T, H+ Z3 `2 k6 e* ~  U
0 E( C; E; S0 Y: h/ w7 O      下面添加 Z1 轴的部件模型。9 O1 \) A. X6 S

  Z$ h" s; f: P6 v0 O4 i) \选 择 Modeling 窗 口 的 Model 标 签 ， 添 加 用 户 自 定 义 目 录 E:\
7 l# h% v7 i; A* R7 IHARDINGE_VMC1000II 里的 Z.stl,颜色 7:White。(后面如果没有特别说明，9 ~8 Z) ^/ ?5 t6 f# O8 I
都是从该目录添加模型)
5 a/ G. b) K) r8 a- W3 B0 t2 J7 X' T# z# X: R% r
添加完成“Z”轴部件模型，如图 4 所示( [+ r9 f" `" k5 [9 Z
1586226299(1).jpg ' i( k3 x9 k# \

, X3 |1 p; ^4 N2 \* r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1 ?3 w4 z# \; R' _- }: v/ Q3 v
实际运动方向相同。- G* C) n) {8 n  |0 R  W" ^8 ]2 U1 G3 U
2 @# H2 T% R: U& E7 j8 a, M3 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/ `! U) d2 d7 e0 Z
的运动轴，在 Jog Distance 文本框输入运动步距。如图 13 所示。
( ~! {# z; d4 N$ L# ~! G$ @) u8 N# p! F' y2 S& O  [/ g- N! k8 {
1586226345(1).jpg $ C) [) ]1 D0 \  {0 u

5 Y( s- d1 @4 J8 n- z
  R6 V1 s* M( R& i# R
4 Q9 [3 f: K' @( r* z
4 f0 b( X# B: W  `5 S( J$ }0 I/ G+ L- m1 D' a$ V) @# B4 B
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UoUGSl9U
 楼主| 发表于 2020-4-7 10:41 | 显示全部楼层
(4) 定义“Spindle”刀具轴% |  `* g% {# C) a1 u1 Z+ g' h
在 Component Tree 中， 节点下添加 。
4 m2 r  `! @9 ?8 l8 R添加 Tool Spindle S3 的部件模型。
1 a) Q" K' @5 D2 Y1 G
% k+ Y5 r$ d" ]通过 Modeling 窗口，添加 Spindle.stl, 颜色 3:Light Steel Blue。
8 H# g: y( p9 o添加完成“Spindle”部件模型，如图 14 所示。6 K4 s4 F1 P' v  i/ J  a1 I: W
( _. X) S. O3 t( V$ B3 Z! J
1586227051(1).jpg 1 x( I9 L$ V. D7 i3 |3 C: V  ]
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UoUGSl9U
 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)( M8 N$ o0 ]3 j
在 Component Tree 中， 节点下添加 。
7 }: K+ R+ q# v2 j添加完成 Tool 换刀点，如图 15 所示。( ~7 T6 V8 g7 c

. N, `+ R# o$ t; N- u 1586227131(1).jpg 7 E' R) @8 W- W% j- s: P: O
: ^- P" _/ R* K5 V
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
8 z0 X8 X" }7 x- q7 c/ H8 v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。
/ \! s/ i1 N7 x# p: ~
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UoUGSl9U
 楼主| 发表于 2020-4-7 10:46 | 显示全部楼层
(6) 定义“Y ”线性轴
6 x1 a8 i) g( }$ h% j1 P
  r& \4 V7 W4 \在 Component Tree 中， 节点下添加 。
) L' m. n1 ~) P  b, G  P
# H3 s, B3 l3 U, e( p2 ~3 V进入 Modeling 窗口，Component Attribute 标签中，在 Rapid Rate 文本框输入
( [- J, P7 c0 H( B- YY 轴快速定位(G00)的进给率(units/min)：30000。
. d, D0 l/ E. o 1 G. i* W' u: c" r/ \3 a2 f0 ?
在 Accel/Decel 下，Max Feed Velocity (units/min)文本框输入进给状态(G01、
0 V( M8 \6 J3 u( k& ~; y+ NG02/3)的进给率：12000。, \# K) V$ r8 B% y
  c/ w6 G$ w& M. |& d# o
添加 Y1 轴的部件模型。
' ?2 y. s3 v% J1 y" }- V6 m / M; [+ A0 |( f* `6 p3 `
选择 Modeling 窗口的 Model 标签，添加 Y.stl, 颜色 12:Dart Turquoise。
% G$ @  O% E2 d( ~( ]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，
# i( M% }  J: v% x/ E6 Z1 H, 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，' u& O! y4 T& K  [
下面将 Y 轴部件移动到机械原点。' s  \; m) \/ C: Q
8 Y' J- S& X/ L
选择 Modeling 窗口的 Positiion 标签，注意在该窗口的上面在 Selected 复选框
7 W; ^* F/ }- X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
1 v8 T1 U, ?% F/ {7 d3 k6 }/ F型。在 Translate 标签下 Position 文本框输入: 0 -255 0 (数字之间用空格分开)，
+ _- c4 X/ Q+ E; f6 F+ k! i表示将 Y 轴部件移动 X0，Y-255，Z0 的距离，如图 16 所示。
: f$ _8 q6 F' r; z- j
8 j6 f& ~/ Y" x- g8 Y 1586227292(1).jpg
9 X. b* Z( S6 |: H; W2 M& ~0 K7 l" J* P
Vericut 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7 _0 {: q. ]% t3 ?# t4 n+ G
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
+ V) V2 F' r' j/ n& K+ c1 n+ t(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
: x! X# U2 n5 g" J& c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
" T9 ]4 J% m8 j" e4 y* {  U6 P4 F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2 X, }7 G3 \8 o5 Q- {
件坐标系来旋转的。, g3 |+ w" W' p6 A$ G) R

' n, w, N7 q6 r8 _6 R0 ]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 Selected6 v5 f4 c, G: l0 s& d& V6 R
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
; F2 f6 E6 T5 D0 u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7 c/ t- |7 ]0 j# b
示。4 ]8 e) e5 U% [; i4 S

8 M; M! y' F4 |
: P6 E- o' U" V% o% [* e6 N 1586227345(1).jpg 7 b" e) b& x# f

: u5 p1 l% f% s; C9 L5 h' s  z8 e! y5 ]8 K: V. L
  l- A- t8 f7 n" g" Y

- k" p3 P+ a7 H
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