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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
9 h, H0 y( _/ w% A9 U$ w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
  D' y' h- c- X, W确性等。# i* _6 {  H9 B* o; t

8 y6 x9 ^2 i5 y7 G8 z$ E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
: P" A5 c1 e& K4 Y6 s' 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) j' }9 {/ V$ c2 c( e) }
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  ^; x( a/ e' G6 r- L
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.STL
' t, @+ v! N6 k" j9 X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
3 h5 U" J, f0 E0 C; j$ G) G: M2 W0 g
3 E6 k, _, T* w# f! _: J 1586224899(1).jpg ( v: w7 C4 a  J- i
! s2 K4 B+ _1 |' T# e- o

& q) N! w8 h" H1 r7 q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,
5 c* C; @* u& T0 T+ s) |. |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. ^4 \% _6 m' e
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。( S3 _2 u1 @% I: |

6 m( @5 M5 g; N1 c/ M 1586224981(1).jpg ! s+ `: `" }0 H- N2 c) A
' z% Z2 s  P+ g% m; m: P; s
0 k! @9 |+ x1 F) h
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。
$ Q8 a6 A( d5 H: z* m8 M  k! M6 U+ ?. l' M; {! Y% u: ~8 E( A4 j
1586225047(1).jpg % c& R5 h; W& V0 f
" }2 O2 z$ ^3 K; s
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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
# Z7 p8 N" ?: a, C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2 Y: Q( D+ x9 f6 z
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
: w6 n0 @- s3 Q4 _" `整。
0 w: \* `; ^9 @0 P& ^
2 j- _6 E% e3 N5 _# H  P" N5 L& V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
8 p) x( p7 _! {2 H4 }>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
  `& c7 ]9 M( K0 g* F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
$ w6 b, P' X& r, g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
- y2 S% Q- C! F) O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。
% D6 ?' Z1 b" ?0 ~; Y; ?$ y  c) `/ x/ P7 H( R
1586225131(1).jpg
4 _! l8 B$ S& R2 r
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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。
) w5 c" d0 s8 Y$ A2 B: F& N) |8 z, T! [" I
1586225189(1).jpg 4 n" N( C0 ?6 n1 w) x
( L& A; R; Y+ ]1 T
1 T$ P3 @3 i, d2 L+ z" t7 ~$ \5 i& q
输出 Z 部件,如图 6 所示。# F7 R" V- k% D$ y5 h7 Z
  Q' S- f9 M& U4 W
1586225235(1).jpg
0 k( n$ A0 M1 i/ b
" C* h3 P- H' `, n% w/ P) F) E6 R1 o! M$ Y' i$ {
, x0 V, Q& m, Z' Q/ N6 @4 S$ c
输出 Y 部件,如图 7 所示。
" Z, Z8 B: ]! z; _  `4 Q; w( E% g; `) c% ~& t
1586225283(1).jpg
* |" B* U, }; f( }& s! q0 v5 j( L, o% u* j! a# z/ Z; w" a+ r
  y- H, D" P# G$ E
8 T- l% c6 F. _1 B5 u* U
输出 X 部件,如图 8 所示。9 o7 @& n( @6 n/ k$ T6 ~! {
4 M4 E# T7 g3 V2 d

( S9 h% ~" ?; ] 1586225332.jpg
1 n. h' T4 {3 W6 f! ]5 ~7 [/ }: c6 K$ {! C- w/ ?% g! \
+ ~- ?" Z& L% }7 b, e  c
' ?7 c. A6 f2 @4 B6 y$ H0 w7 z8 c
输出 Spindle 部件,如图 9 所示。
5 W9 ^) d: ?) Z3 h7 i: b* |0 E6 c/ U  E7 d8 F0 P+ P* Y

, K; v( z7 W9 c' ? 1586225553.jpg
) F6 @  W( F6 a2 _  L' P: N: z* ^% b- [
( Q, }" l: Y- d) T6 C
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
+ D8 o# Y( u6 x; W& y1 Y/ y+ G) c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4 M; P$ j' o5 _) x! _8 z' @4 O8 v. r
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。+ G: y' G$ F' s
完成输出机床模型后,接下来将输出的模型导入 Vericut。
. M$ u8 B) K* l( _7 ]
5 Z6 H3 E+ [6 g; ~. L
+ |7 R3 w  x4 q9 x) H
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 楼主| 发表于 2020-4-7 10:20 | 显示全部楼层
) L" ]# S4 l6 {% E# `9 _
二、在Vericut中建立机床模型
+ ^' g6 P. w0 F+ k' c) _+ {
1、新建一个公制项目文件(HARDINGE_VMC1000II.vcproject)
6 S4 c1 x, s, v8 p2 W" ?- K4 f. b( d' R& q5 W+ U, B# D8 H5 }
 运行 Vericut6.2。
$ P3 D$ T& E2 l. I5 ^( ~4 y
  T7 U7 [( y! F, M2 E2 i 选择 File > New Project > Millimeter ( 或选择工具条上 按钮 ),新建项目文
% \! l$ y1 ]5 [5 k5 m    件。
6 |4 j5 i2 U& P2 \
8 W5 q8 I+ N. k 选择工具条上 按钮设置你的工作路径,例如:E:\ HARDINGE_VMC1000II。
7 u4 ~8 f6 S, w' V& \1 {' |+ f) [' y
 选择 File > Save as...菜单命令,。
2 [1 ^/ T; G8 i- s1 Q, L* o8 O. k+ a  t$ f1 j
 在 Shortcut 下拉列表框中选择 E:\ HARDINGE_VMC1000II,进入用户自定义
- _1 t0 d) U5 U2 D* v8 M    路径。
: K4 w0 E, i2 F3 _% ]
2 y% t7 n/ c. k& n 在 File 文本框输入 HARDINGE_VMC1000II,单击 Save,将新建项目文件保- W  ~- j( J+ {1 c9 y- i9 @
存在用户自定义目录下。. j7 V6 ~6 m5 A! ?" w1 J2 x

. ]: ?# T. G& l! F5 r$ q5 z, y工具条上新建项目文件的快捷命令: (Inch:英制)或 (Millimeter:公制)。右
# i5 r) I4 x: {( k! X" Q/ z- h键在该图标上单击可以在两种模式来回切换。
, K) s. g( a1 m$ U# x( ]9 H$ \
5 h- B6 b5 ]5 ]7 \' L, m  U# I, j& _" W. w, m2 n; p
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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
( m( a! S1 n+ D/ r1 Z5 i(1) 显示部件树
  x$ s" ^2 r# s! U  q 将刚才导出的机床模型文件拷贝到用户目录 E:\ HARDINGE_VMC1000II 下。9 u6 U0 X# Q7 k& b( p7 T" p
 在主菜单中,选择 Configuration > Component Tree ( 或选择工具条 按钮 ),
& o  Z/ Q, U2 u' K6 ^! W系统弹出 Component Tree 窗口,如图 2 所示。
" e. R# }# ]- c& w" y3 @* e4 `5 m+ y  I9 c. U# w4 ]
1586225877(1).jpg
3 |' m0 g8 P% r7 y$ d' Y3 r
- ?3 M/ M! t* {2 t7 J$ Q8 V; O- _' P4 t6 U9 c
(2) 定义“Base ”部件
. n) j* k/ |& w4 q- J9 ]/ d3 j 在图形区,单击右键,选择弹出菜单 View Type > Machine,切换到机床视图。
' g% ?& n. {, a6 I' r 在 Component Tree (部件树)中,选择 节点,双击,弹出 Modeling
* q! t# k, v6 N1 f3 k6 ~窗口,进行部件或模型相关参数定义。$ l" j& X: \0 _7 D1 f# T! y
 选择 Model 标签。5 E' |. w3 M0 Y6 l  {! \
 在 Type 下拉列表框中选择 Model File 选项。
2 `' U& j% B0 w) ^7 ` 单击 Browse…按钮。
$ J! z3 A2 V- x7 {4 z! s4 h7 S: j 在 Shortcut 下拉列表框中选择 E:\ HARDINGE_VMC1000II 选项,进入用户自: c$ N6 E& R% `( H6 U( \) ~
定义路径。
8 e5 l& Y( v7 a: G5 F+ T2 z. p 在文件下拉列表框中选择 Base_y.stl 文件。
2 A  u4 U( c% T: p. r8 A4 M; w 单击 Open 按钮。
) Y  n4 m) h6 G% T 在 Modeling 窗口中,从 Color 下拉列表框中选择 28:Dodger Blue 。' `) Q% s, X, ^) R4 T% A) X4 K" R) [
 单击 Add 按钮,将该文件添加到 Base 节点下。
# i  Y1 e/ U' i3 g/ [/ v& p/ R3 ^+ q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。
. N* r8 H3 Y# s如图11所示。
3 h% O0 o/ G- D+ i7 M 1586225982(1).jpg
) C$ \# z# a7 h# ~. X; r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。0 e9 R+ T$ X  k5 W
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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
+ L, {, e9 W, c1 k在 Component Tree 中,选择 节点。
+ [4 ?1 u# f  W) m  ^
, ?9 q$ e- a7 h. \右击 节点,从弹出菜单中选择 Append > Z Linear。
2 u/ T: a, _" p# o2 d
& z  }8 r& ~+ |% ?3 @双击 ,进入 Modeling 窗口定义 Z 轴速度和颜色。(后面如果没有特
( B) e6 T  {! R别说明,都是选择节点,双击进入 Modeling 窗口)
8 {0 P4 G$ b) \) t% W' I" m4 E# }: g
在 Component Attribute 标签中,在 Rapid Rate 文本框输入 Z 轴快速定位(G00)
  ]9 F" c  S* }  ]的进给率(units/min):30000。
! x0 Q: k, {0 t8 Y1 z' W; c" I5 ~. ?/ u
      下面添加 Z1 轴的部件模型。) `& a4 R0 C& y" j" e7 J5 a2 s' ~* z
8 Z' M' S) G& t/ v+ @# J
选 择 Modeling 窗 口 的 Model 标 签 , 添 加 用 户 自 定 义 目 录 E:\, L8 d9 ?4 l; ~/ A3 }0 g3 o
HARDINGE_VMC1000II 里的 Z.stl,颜色 7:White。(后面如果没有特别说明,
* f7 R% A) y* W9 j% k6 Y: e都是从该目录添加模型); Q! ^3 c0 O. }

5 f1 w- ?5 |! c  _  U1 I5 i, p添加完成“Z”轴部件模型,如图 4 所示
" ^2 {( o- r4 o/ ?1 c: \ 1586226299(1).jpg 9 b* H, i" O3 R2 `% b1 U" E

5 S/ i* r1 A; q* S! q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
4 ?) {& ^, l& w  d/ M+ P实际运动方向相同。
5 A* ~, E; Q; }% M: f; e
! P2 M4 p6 x4 V- D; t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
$ U9 E% ]- ?, i5 W6 M- I6 g的运动轴,在 Jog Distance 文本框输入运动步距。如图 13 所示。+ o5 a; u& R5 s; f7 l
' u7 i  v) x. x* ^- W" d" G
1586226345(1).jpg 6 ^& a- n4 J  Z6 O

' K3 G+ b' W; D6 e( ~, |* g
+ x0 {- I2 t' A' v, U6 R0 v, n, i
% C! a- [: S$ b6 Q. Z
9 c. v, C  B% l2 Y! {. G7 p9 R
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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2 F% [  k; Y& v% k( [
在 Component Tree 中, 节点下添加 。
. m- {6 T: |* |4 E添加 Tool Spindle S3 的部件模型。

7 u( b9 i) \5 c& S* S# n$ W% g 6 I( O0 _3 ^- {5 j9 |7 ^4 e! V" a
通过 Modeling 窗口,添加 Spindle.stl, 颜色 3:Light Steel Blue。3 I' b( b' o& u( M
添加完成“Spindle”部件模型,如图 14 所示。
- ]6 F) T5 K2 G; f, j  m
1 @2 B% B7 t9 s) G" u1 M
1586227051(1).jpg
" T" o8 T0 T: c9 c& n
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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)
* Q0 k1 h; v5 i7 q: ~' o* ^在 Component Tree 中, 节点下添加 。$ K: w$ _8 O& F1 v) @  P, y
添加完成 Tool 换刀点,如图 15 所示。

( e- P! J7 C! W" M7 J% {! L; k ) G. L9 Z$ w$ J
1586227131(1).jpg   s, J# P4 z  ?1 M; `
  G  w1 X# L- M- [3 g8 B* v  r
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 `7 ^$ f/ N+ G% U
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。

! S2 J8 [' @" y0 T! I8 d
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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/ Q. ]5 O" Q, I) j7 o

/ o+ M5 S/ P2 i' x& W4 ]2 Z' a在 Component Tree 中, 节点下添加 。, f5 l' U! x" T1 e% w! ]

' ~" k6 O; e; c0 K3 Q; e6 }进入 Modeling 窗口,Component Attribute 标签中,在 Rapid Rate 文本框输入) v- R. b3 B7 h& j. ?1 [
Y 轴快速定位(G00)的进给率(units/min):30000。
/ C/ A% L* A( U+ P' C
: v! P( t7 r* f: W
在 Accel/Decel 下,Max Feed Velocity (units/min)文本框输入进给状态(G01、  V/ H+ P3 W) _5 l+ T9 {2 y' [
G02/3)的进给率:12000。
5 C0 z/ i7 u4 \# X' e
2 H. A& Y: ~" y
添加 Y1 轴的部件模型。! A; E4 A- C5 I2 b; `' Q
- x7 v  p& Y- }) Z0 R7 B
选择 Modeling 窗口的 Model 标签,添加 Y.stl, 颜色 12:Dart Turquoise。; C, [& P5 G$ l2 O
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,6 \* W) F% _4 _
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*Z410,4 Q4 u0 O& V" \' Q9 @
下面将 Y 轴部件移动到机械原点。

# u8 Z* \) g0 d $ Z' i+ s" ~5 L2 x  ~- O
选择 Modeling 窗口的 Positiion 标签,注意在该窗口的上面在 Selected 复选框
* y0 }0 o! {6 O+ 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

- P9 G6 D7 J; C( {& `" h# d* 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),) p  e  S2 {* q: ?8 d. J
表示将 Y 轴部件移动 X0,Y-255,Z0 的距离,如图 16 所示。
+ A$ ?; Q0 ?, S2 s& E* |$ l
$ j" A7 T% k* F* v, _) x8 M' x+ F 1586227292(1).jpg . U3 r. E% m: K2 F) w) _
8 T. w8 R$ X" O! a$ O' v2 f
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. y$ ^2 E* L1 ?( z/ K
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! p0 U# G2 B' X) q
(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
" a$ n# \/ S" Z. w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
: P3 f. `% Y% Y+ P# r2 W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' z! w# U( R4 h, j, Q, [, X
件坐标系来旋转的。
  Y% q* }0 f: E! Z0 n$ I; V
' a# I0 B$ h0 \. C% l+ t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; x8 p. C  X$ A4 S  M% z/ A3 @* T1 M
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
* n, [% Q) M; r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: _( s, z1 S8 V+ l4 d
示。8 d- K- ~, b8 p  A( |
5 U- t8 h# p+ f1 Q, ?! `9 K* o

5 _; x/ f% H: a, n 1586227345(1).jpg   r2 \- M0 ~9 G# Q" v6 T! }0 K

' q  y  x( o$ U7 B3 m* L5 c& t/ \% T2 M$ k' d
% H7 Z3 X1 [! \/ A- P( L* y4 q
: L  ~/ u" D1 S+ N: H5 l' k
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