数控加工仿真技术(河南科技大学).
数控机床进给系统建模仿真分析与
2.2、课题研究的重大意义 机床进给系统的建模仿真的意义与重要性主要体现在以下几个方面 机床进给传动系统模型研发的要求：对部件设计时，必须深刻理解各部件在可能工作条件下的物理特性要求，而系统建模与仿真是目前通用的手段。 机床伺服系统设计要求：随着机床技术的快速发展，对机床伺服精度的要求越来越高。为保证精度要求，伺服控制方法也变得繁复，而建立伺服控制系统模型是对系统进行分析以达到提高机床精度设计的前提条件。
3、研究现状和相关背景
1多领域物理系统建模仿真技术 复杂产品通常是机械、控制、电子、液压、气动和软件等多个不同学科领域子系统的综合组合体。要对这些复杂产品进行完整、准确的仿真分析，靠单个领域的仿真是远远不够的，多领域建模及协同仿真技术便应运而生，它对于完整研究复杂产品的行为具有重要意义。
机床进给系统是由机械传动系统、电气系统、控制系统、润滑系统和冷却系统等不同分系统构成的有机整体，这些子系统分属于不同的学科领域，各个子系统间存在着多物理过程及多参量复杂耦合关系，而机床进给系统动态性能研究由各个子系统间的耦合关系和系统输入等因素决定，且子系统的动态性能也不是仅由单个系统的结构参数就能完全确定的，它还受与之耦合的其他子系统的影响。为建立进给系统的统一模型，问题的关键在于如何实现进给系统内部多领域间的统一耦合。目前针对机床进给系统性能研究的越来越多，但仍然局限于分系统或针对单领域，很少涉及到多个领域间的统一建模与仿真。
数控机床进给系统建模仿真分析与设计参数优化
机械0806 王 龙
1、课题来源
本课题来源于华中科技大学本科生毕业设计，由CAD中心指导。 指导老师 黄运保 王启富
2、课题研究目的和意义
2.1、研究目的 课题以数控机床进给系统为实例，建立通用的进给系统多领域模型库，解决进给系统多领域耦合问题，为统一模型仿真精度的进一步提高提供理论基础。 相比于传统的加工系统，数控机床进给系统的设计在加工系统的加工精度、稳定性及应用范围上提出了更高的要求，建模仿真技术是进一步研究设计系统性能的重要手段，如何进行高效率、高精度的仿真成了进给系统研究的关键。
VERICUT仿真系统在数控加工中的应用(Word可编辑版)
VERICUT仿真系统在数控加工中的应用（最新版）-Word文档，下载后可任意编辑和处理-【摘要】本文结合加工实例介绍了VERICUT仿真系统在数控加工中的应用，创建了数控磨床的实体模型及待加工毛坯模型，并输入G代码对工件进行了模拟加工，以验证其数控程序的正确性。
【关键词】 VERICUT仿真创建模型模拟加工VERICUT是美国CGTECH公司开发的一种运行于Windows 或UNIX系统的计算机上先进的专用数控加工仿真软件，用于制造业CNC数控机床加工仿真和优化。
该软件取代了传统的切削实验部件方式，通过模拟整个机床加工过程和校验加工程序的准确性，来帮助用户清除编程错误和改进切削效率[1]。
VERICT的如下6个模块能满足工厂目前各项要求：（1）验证模块验证模块具有仿真和验证三轴铣床和两轴车床所需的所有功能。
可以再VERICUT中定义毛坯模型或者从CAD系统输入毛坯模型，还可以仿真多个同步运动的刀具。
（2）优化模块优化模块基于切削条件和需切削材料量自动修正进给率。
优化模块可以读入刀具路径文件，可以根据每部分切削材料量的不同，选中符合切削条件的指定最佳进给率。
（3）机床仿真模块机床仿真模块可帮助用户完成整个CNC机床的真实三维仿真，就如同实际生产一样，同时它还具有最精准的碰撞检测功能。
该软件会检测所有机床零件，并模拟运动得出零件间的碰撞和接近碰撞的情况。
（4）多轴模块随着零件和机加工操作变得越来越复杂，出现错误的机会也会随之增加。
设计加工工序时，用户不会拿刀具路径的精度、零件质量和机床及机械工人的安全去冒险。
多轴模块可以仿真和验证4轴和5轴铣和磨削加工的过程。
（5）自动比较模块而自动比较模块可以把一个表面、一组表面或一个实体模型的外壳与仿真加工后的零件进行比较，通过指定两实体模型的重合比较，可以容易地辨别出擦伤、碰撞或残余的材料，这是检验仿真加工件是否符合设计的一种新的手段。
（6）接口模块该软件可以从UG、CATIA、Pro/E等所有主流三维建模软件的加工模块里直接调用该软件进行仿真和优化。
数控技术参考文献
１郑贞平，黄云林,黎胜容．VＥRICUT7．0中文版数控仿真技术与应用实例详解。
北京:机械工业出版社,2０112王明红.数控技术.北京:清华大学出版社，20093王道宏。
数控技术.浙江工业大学出版社,20084(印）S。
K。
Ｓｉｎha.FANUＣ数控宏程序编程技术一本通.北京:科学出版社,20115廖效果。
数控技术。
湖北科学技术出版社,２０006杜君文,邓广敏。
数控技术.天津大学出版社,20027董玉红。
数控技术.高等教育出版社,20０４8徐元昌．数控技术.中国轻工业出版社，20049倪祥明．数控机床及数控加工技术.北京:人民邮电出版社,2０111０孙志孔,张义民.数控机床性能分析及可靠性设计技术. 北京：机械工业出版社,２01111文怀兴，夏田.数控机床系统设计(第２版）.北京：化学工业出版社,2０1１12张亚力.数控铣床/加工中心编程与零件加工.北京:化学工业出版社,201１１３陈学翔。
数控铣（中级)加工与实训.北京:机械工业出版社,20１1１4肖军民。
UＧ数控加工自动编程经典实例。
北京：机械工业出版社,２0111５周晓红。
数控铣削工艺与技能训练(含加工中心)。
北京:机械工业出版社,２01116陈炳光，陈昆．模具数控加工及编程技术.北京:化学工业出版社,201117唐利平.数控车削加工技术.北京：机械工业出版社，2０11１８朱勇.数控机床编程与加工.北京:中国人事出版社,20111９关雄飞。
数控加工工艺与编程。
北京:机械工业出版社，201120周虹。
使用数控车床的零件加工．北京:清华大学出版社,2０1121刘虹。
数控加工编程及操作。
北京:机械工业出版社，20１１22张士印，孔建.数控车床加工应用教程.北京:清华大学出版社，2０112３叶俊．数控切削加工。
北京:机械工业出版社，20１124顾德仁。
CAD/ＣAＭ与数控机床加工实训教程.北京：中国人事出版社,201１２5李柱.数控加工工艺及实施。
洛阳工学院简介
目录河南科技大学简介 (1)报考事宜说明 (3)硕士授权学科简介 (5)硕士生招生目录 (20)考试参考书 (31)河南科技大学简介河南科技大学是经国家教育部批准，于2002年3月由隶属原机械工业部的洛阳工学院和省属洛阳医学高等专科学校、洛阳农业高等专科学校合并组建而成的一所综合性大学。
学校位于我国著名的历史文化名城和优秀旅游城市洛阳市。
学校占地5000余亩，图书馆藏书171万册，中外文期刊1200余种。
学校建有中国教育科研网豫西地区网络中心，设有附属工厂、附属医院、机动车驾驶员培训中心等教学实习基地80多个，其中第一附属医院为豫西地区最大的三级甲等医院和“全国百佳医院”、“全国百姓放心医院”。
学校学科门类众多，现有56个本科专业，涵盖了工学、管理学、理学、医学、农学、经济学、法学、文学8个学科门类。
机械设计及理论学科可招收博士研究生，23个学科具有硕士学位授予权，5个工程领域具有工程硕士学位授予权，17个学科具有同等学力人员硕士学位授予权，已形成了博士、硕士和学士三级学位人才培养体系。
目前学校各类在校全日制研究生、本科生近3万人。
学校科研基础扎实、条件完善，现有河南省重点学科9个，省级特聘教授设岗学科8个，还设有“河南省高等学校先进制造技术重点学科开放实验室”，“河南省耐磨材料工程技术研究中心”，“河南省显微外科研究所”等一批省级研究基地。
《河南科技大学学报》自然科学、社会科学、医学三种版本面向国内外公开发行，其自然科学版在教育部2004年全国高校优秀科技期刊评比中获一等奖。
学校师资力量雄厚，现有教职工4928人，其中教授、副教授等高级专业技术人员1022人，博士、硕士生导师326人，有国家“百千万人才工程”一二层次人才、享受政府特殊津贴专家、省部级科技功臣、优秀科技专家等高级人才200余人，共享院士5人。
学校重视对外合作与交流，先后同美国、日本、英国和俄罗斯等国家的近20所大学和科研机构建立起了友好协作关系，并已同日本冈山理科大学、香港科技大学等签订了互相培养硕士研究生的合作协议。
数控车床典型零件编程与仿真加工
实践与探索Exploration数控车床典型零件编程与仿真加工文/张耀明 唐六元定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误后再进行交换检查。
（8）特殊处理法。
当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件，甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。
对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时此法可能将故障消除。
维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者采取其他有效的方法。
二、电气维修与故障的排除 电气故障的分析过程也就是故障的排除过程。
因此电气故障的一些常用排除方法在上述的分析方法中已综合介绍过了，下面列举几个常见电气故障供维修者参考。
１．电源故障电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障，轻者会丢失数据，重者会造成停机重者会毁坏系统局部甚至全部。
发达国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上人为因素，难免出现由电源而引起的故障。
２．数控系统位置环故障 （1）位置环报警。
可能是位置测量回路开路、测量元件损坏、位置控制建立的接口信号不存在等。
（2）坐标轴在没有指令的情况下产生运动。
可能是漂移过大、位置环或速度环接成正反馈、反馈接线开路、测量元件损坏。
３．机床坐标找不到零点可能是零方向在远离零点、编码器损坏或接线开路、光栅零点标记移位、回零减速开关失灵。
４．机床动态特性变差如果机床动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下机床发生振动。
这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重，或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的。
对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。
《数控车床编程与操作》教学课件—项目二 数控车床编程与仿真加工
对于不允许省略小数点的系统，使用小数点表示数字的单位为mm，不使用小数点则
以机床最小的输入单位（脉冲当量）为单位。例如：
X50．
（表示50mm）
X50
（如机床的脉冲当量为0.001mm，表示0.05mm）
3、半径、直径方式编程 在数控车床中采用半径或直径方式编程，是指对X轴方向的坐标数据
进行表述。一般情况下默认为直径方式编程。比如，车削直径为φ60mm的 轴的端面，车刀首先移至端面和外圆交界处，这时车刀刀位点距编程坐标 系原点的实际X向尺寸为30mm，但在程序中X坐标应写为X60。
点击“快速登录”按钮进入宇龙数控加工仿真软件的操作界面或通过 输入用户名和密码，再点击“确定”按钮，进入宇龙数控加工仿真软件。
二、软件的功能及界面操作
1、项目文件：包含机床、毛坯、经过加工的零件、选用的刀具和夹具、 在机床上的安装位置和方式；输入的参数：工件坐标系、刀具长度和半径 补偿数据；输入的数控程序。注：保存操作结果，但不包括过程。
1．理解并掌握数控车床的编程规则 知识目标 2．掌握数控车床常用插补指令
1．完成简单台阶轴零件的编程及仿真加工 技能目标 2．能够解读程序，说出程序中每一个指令的含义及功能
知识链接
一、数控车床的编程规则
1、绝对坐标与增量（相对）坐标
按照编程坐标值的类型，数控编程可分为绝对坐标编程、增量 （相对）坐标编程和混合坐标编程三种。
2、零件模型：如果仅想对加工的零件进行操作，可以选择“导入\导出 零件模型”，零件模型的文件以“.PRT”为后缀。
3、视图变换的选择：
4、控制面板切换：在“视图”菜单或浮动菜单中选择“控制面板切 换” ，或在工具条中点击“ ”，即完成控制面板切换。
5、“选项”对话框：在“视图”菜单或浮动菜单中选择“选项” 或在 工具条中选择“ ”，在对话框中进行设置。
基TVericut的数控铣床加工仿真研究
２ ５ 的铣 、 、 ， Ｄ 电火 花加 工 ， 拟 过 程 中可 执行 ～轴 钻 车 ＥＭ 模
所要加工 的部分选择合理 的加工方法 ，主要包括平 面铣
加工参数表 ， 设置 合 理 的加 工 参 数 ， 如走 刀方 式 、 削 用 切
过切 、 干涉检查 ， 可将切 削零件与设计 原型进行 比较 ， 通 削加工和 曲面铣削加工两大类 。根据每种加工要求填写 过识别差异来保证加工后的零件满足设计要求。
刀柄的形状及大 小 ， 并可 以通
［ ］ 陈波 ， ２ 赵福令 ． 基于 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ的数控加工 过程仿真技 术［ ］ Ｅ ＩＵ Ｊ． 机
械设 计与制造 ，０ ６ ６ ：８ ６ ． ２ ０ （ ）５ — ０
过坐标调整来确定其在机床
上的安装位置 。
［ ］ 彭雨． ３ 数控仿真机床构建流程及方法 ［ ］ Ｊ． 成飞科技 ，０ ６ ４ ： ２ ０ （ ）６ —
加工过程。下面以一个鼠标上表面三轴铣 削加工的例子 生成 Ｇ代码。本例进
说 明这一 过 程 。 ２Ｊ Fra bibliotek 拟机 床 建模 ．
行 的鼠标 上表 面 的 曲面加 工 ，在 Ｃ Ｘ Ａ Ａ制造 工 程 师 中所 生 成 的该 零件 的加工 轨迹 如 图 ３ 所示 。 在 Ｖ ｒ ｕ 系统 中调 用 由 Ｃ Ｘ ｅｉ ｔ ｃ Ａ Ａ制 造 工 程 师 所 生 成
位 置 。为 了实 现 加 工 功 能 ， 需 还
等各种操作 ， 以便更好地观察加工效果。 如果发生刀具与
要给机床配置数控系统。 ｅｉ ｔ 夹具 、机 床 的碰撞 干 涉 或切 削用量 过 大 可能会 损 坏 刀具 Ｖ ｒｕ ｃ
系 同时 将错 误 自 中 自带有 Ｆ Ｎ Ｃ Ａ Ｕ 、西 门子等控 的情 况 ， 统会 自动用 红 色加 以明 显显 示 ， 制 系统文件 ，用户可 以直接调 动 写 入 加 工 日志 文 件
校长办公会议决定事项通知-河南科技大学
河南科技大学文件河科大教〔２０１６〕２３号签发人：宋书中关于公布2016年度大学生
研究训练计划（SRTP）立项项目的通知
校属各学院、有关单位：
根据《河南科技大学大学生研究训练计划（SRTP）实施细则（试行）》（河科大教〔2006〕13号）文件精神，经学院推荐申报，教务处组织专家评审，并经2016年7月5日校长办公会议研究决定，2016年度大学生研究训练计划（SRTP）共计立项161项，其中重点项目45项，一般项目100项，立项不资助项目16项，名单现予以公布。
望各学院进一步加强对立项项目的管理，确保项目按计划完成并力争取得高质量的研究成果。
附件：河南科技大学2016年度大学生研究训练计划（SRTP)立项项目
河南科技大学
2016年7月6日
附件
河南科技大学2016年度大学生研究训练计划（SRTP)立项项目
河南科技大学校长办公室2016年7月6日印发。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控加工仿真技术
一、仿真技术概述
• 模拟技术： 选取一个物理的或抽象的系统的某些行为特 征，用另一系统来表示它们的过程 • 仿真模拟： 模拟技术的高级阶段称为仿真模拟或系统仿 真，即用一数据处理系统来全部或部分地模 拟某一数据处理系统，以致于模仿的系统能 像被模仿的系统一样接受同样的数据、执行 同样的程序、获得同样的结果 • 主要用途： 主要用于科学研究、工业设计、模拟生产、 教学训练和考核鉴定等领域
仿真（模拟）概述--国外应用
• 1773年法国科学家最早用仿真模拟方法 做物理实验，估计π值 • 1876年美国统计学家第一次使用仿真模 拟方法做随机实验 • 20世纪80年代，仿真模拟技术在高科技 中所处的地位日益提高。一些发达国家 非常重视仿真模拟技术的开发利用，在 尤其科学研究、工业、交通、军事、教 育等领域得到大量应用
毛坯属性：
被切削的属性 设计模型属性：
用来与切削完的零件进行 对比，检测零件加工是否 合格
定义加工坐标系
创建刀具
添加数控程序-按照工艺顺序添加
设定加工对刀方式
2、如何在VERICUT中建立虚拟的加工仿真环境
运用VERICUT与其他CAM软件集成接口
以UGV举例说明： 通过使用NXV,可以实现UG与VERICUT之间的数据传递， 简化NC程序仿真的流程，实现软件之间的无缝连接， 使操作更加简便，降低了对软件使用者的水平要求，这 样每个人都能迅速的进行程序验证。
NC程序有错 编程人员粗心大意…… CAM软件系统有错 后置处理有误 工装及其他辅助设备有干涉情况 刀具长度不够 刀柄发生干涉 切削参数不合理 需要较准确地掌握零件加工时间以便安排生产计划 手工编制的程序如何验证
二、 VERICUT程序仿真入门
1、VERICUT软件界面介 绍
2、VERICUT软件主要功能 机床加工仿真，碰撞检查 程序验证 切削模型尺寸分析 切削速度优化 模型输出 工艺文件生成 VERICUT加工仿真软件既可以模拟刀位轨迹文件也 可以模拟G代码程序，甚至包括子程序、宏程序、 循环、跳转、变量等
3、为什么需要VERICUT软件模拟仿真？
数控加工仿真系统
一、VERICUT软件功能简介 1、VERICUT软件简介 2、VERICUT软件主要功能简介 3、 为什么需要VERICUT软件模拟仿真 二、VERICUT程序仿真入门 1、VERICUT软件界面介绍 2、如何在VERICUT中构建虚拟的加工环境 三、多轴机床模拟仿真 1、如何创建多轴机床 2、利用创建好的多轴机床进行模拟仿真 3、优化数控程序 四、结束语
G代码模拟
调用相应的机床和控制系统 定义毛料 创建加工坐标系 创建刀具或调用已经创建好的刀具 按照加工工艺顺序添加数控程序 设定对刀方式
调用相应的机床文件和控注：夹具、毛坯、设 计模型各自有自己的属性 夹具属性： 用来检测刀柄，主轴等与 夹 具之间的碰撞
数控加工仿真概述
• 几何仿真： 不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的 影响，仿真刀具-工件几何体的运动，主要验 证NC程序的正确性；它可以减少或消除因程 序错误而导致的机床损伤、夹具破坏、刀具 折断、零件报废等问题；同时可以减少从产 品设计到制造的时间，降低生产成本；目前 常用的方法有直接实体造型法，基于图像空
间的方法、离散矢量求交法
• 物理仿真： 另称为力学仿真，是通过仿真切削过程的动 态力学特性来预测刀具破损、刀具振动、控 制切削参数，从而达到优化切削过程的目的
数控加工仿真在教学中的作用
• 解决学校教学中实训设备少，学生多， 设备无法分配的问题 • 解决实训教学的安全问题 • 减轻教师在实训教学中的工作量，提高 教学效率
仿真（模拟）概述--国内应用
• 20世纪50年代，在自动控制领域首先采用 仿真技术 • 70年代仿真模拟训练装置得到迅速发展 • 80年代以来，随着计算机的普及，仿真模 拟技术在我国工业、交通、信息自动化、 军事、教育等领域得到大量应用
数控加工仿真概述
• 概述： 利用计算机技术来模拟实际的机床加工 过程，它验证数控加工程序的可靠性和 预测切削过程 • 作用： 减少工件的试切，提高生产效率 • 特点： 形象、科学、安全、经济
2、如何在VERICUT中建立虚拟的加工仿真环境
在VERICUT中创建虚拟加工环境 刀位轨迹模拟 定义毛料 设定加工坐标系 按照加工工艺顺序添加程序
定义毛坯
选择创建毛坯的方式
设定加工坐标系
按照加工工艺顺序添加程序
刀位轨迹模拟分析
刀位轨迹模拟，只是对简单的点位进行模拟仿真， 对于程序中出现的工艺性错误体现不出来，例如刀杆切 削材料等等，另外不能够真实体现实际机床加工用的代 码。
菜单栏 工具条
图形区域
项目树 管理加工工艺流程
速度调整滑块
状态指示灯
进程条
动画控制按钮
错误信息栏
2、如何在VERICUT中建立虚拟的加工仿真环境 VERICUT可以通过两种方式构建虚拟的加工环境 在VERICUT中创建虚拟的加工环境 刀轨模拟（前置文件） G代码模拟 在VERICUT中新建一个项目文件，按照实际加工依 次添加和创建各 个文件 运用VERICUT与其他CAM软件集成接口 通过VERICUT与其他CAM软件的集成接口，方便 快捷的从CAM 软件中将所有的数据（包括毛坯，夹具，刀 具，加工坐标系，程 序，设计模型等等）直接传输到 VERICUT中，直接模拟仿真。
一、 VERICUT软件及功能简介
1、VERICUT软件简介 VERICUT是美国CGTech公司开发一款专业的数控加工仿 真软件，是当前全球数控加工程序验证、机床模拟、工艺程 序优化软件领域的领导者。 该软件自1988年开始推向市场以来，始终与世界先进的制 造技术保持同步，采用了先进的三维显示及虚拟现实技术， 可以验证和检测NC程序可能存在的碰撞、干涉、过切、欠 切、切削参数不合理等问题，被广泛的应用于航空，航天， 船舶，电子，汽车，机车，模具，动力及重工业的车削，铣 削（三轴及多轴加工），车铣复合，线切割，电加工等实际 生产中。