VERICUT数控加工仿真技术在数控实训中的应用

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中国新技术新产品
信 息 技 术
Ｃｉ ｅＴ ｈ ｌｉ ｄ ｕｓ ｈａ ｗ ｅ ｎｏ—ａ ｏ ｃ ｎＮ ｃ ｏ—ｓ — ｄ ｔ —ｅ ｎ Ｐ ｇ ｒ
杨 磊
（ 黑龙江省电力有 限公 司通信 自动化 中心 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０９
摘 要 ： 了提 高 Ｗ ｅ 问的 实时性 和吞 吐量 ， 文提 出了一种 基 于 Ｗ ｅＬ Ｄ 的 负载均衡 集 群 系统的 构建 方案 ， 用于我们 的 Ｉ— 为 ｂ访 本 ｂｏ ｃ 应 ｎ ｔｒｅ 网络服 务 器上 ， 负载 分给 多个服 务器 分担 ， 够解 决 Ｉｔ ｎｔ 务 器 面临的 大量 并发访 问造 成 的 Ｃ Ｕ 或 Ｉ 的 高 负载 问题 。 ｅ ｔ ｎ 将 能 ｎｅ ｅ服 ｒ Ｐ ／ ０ 本 文 对该 系统进 行 了压 力测 试 ， 实验 结果表 明该 系统 能够适 应 大型 商业 网站 的需 求。 关键 词 ： 负载均衡 ； 集群 ； 可伸 缩性 ； 用性 可
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信 息 技 术
Ｖ ＲＣ Ｔ Ｅ ＩＵ 数控加工仿真技术在数控实训中的应用
徐 敏 赵 燕 伟
（ 浙江工业 大学， 浙江 杭 州 ３（ １ ） １０４ ）
摘 要 ： 本文探 讨 了 ｖｒ ｕ软件 在数控 实训教 学中的应 用 ， 绍了 ｖｒｕ 软件 的功能特 点和软件优势 ， 以实际的数 控车床 为 目标模型 ｅｃｔ ｉ 介 ｅｉ ｔ ｃ 并 阐述 了用 ｖｒ ｕ软件建 立虚拟数控加 工工 艺仿真教 学平 台的具体步骤 ， ｅｃｔ ｉ 最后例 举利 用 ｖｒ ｕ等软件开发数 控专业的实训教 学项 目。 ｅｃｔ ｉ 关键 词 ： ｒｕ； 工仿 真 ； ｖ ｉｔ ｅｃ 加 数控 实训
中 图 分 类 号 ：ＴＰ ９ ３３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
１引言 要进行 Ｎ Ｃ程序仿真 教学 ，需要预先构 建 制点 为刀架转 动中心 ，它应使后 一把刀具 比 随着先进制造业 的快速发展 ， 数控设备 的 整个 工艺 系统的仿真环境 ，一般过程 如下 ：１ （） 把刀具绕 Ｙ轴 同一方 向多转 ９￣ ０， 每把 刀 并从 明确机床 Ｃ Ｃ系统 型号 、 床 的“ Ｎ 机 刀具属性 ” 中改“ 刀具索引 ” 别为 Ｉ ，、， 分 、 ３４ ２ 大量使用 ， 企业急需 大量 的数控应用型人 才 ， 职 工艺 系统 分析 ， 机床运动原理 、 机床坐标 系统 即指定刀具号 。 业学校担 负着 培养数控应用型人才 的重任 。但 结构形式 和尺寸 、 刀 （ 建立 机 ２ 由于受 资源和资金的限制 ，数控设备 的数量 有 以及所用 到的 毛坯 、 具和夹 具等 ； ） ｛项 目 限 ，已经满足 不了 日益增长 的数控人 才培养 需 床 几何模 型 ， 用三维 Ｃ Ｄ软件建立机床运 动部 Ａ 项目 要 。而在 传统 的数控实训教学 中 ， 因为设 备 件 和 固 定部 件 的 实 体 几 何 模 型 ，并 转 换 成 常 工 位 ： １ 少， 学生 多而使得学生实际 的上机操作 时间大 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ软件可用 的 Ｓ Ｌ Ｅ ＩＵ Ｔ 格式 ； ） （ 建赢 刀具 ３ 数 控 机 床 为减少 ， 习效果不理想 。 实 在实习过程 中会 因为 库 ； ） 软件 中新建 用户 文件 ， （在 ４ 设置所用 Ｃ Ｃ Ｎ 控 静Ｊ ｆ ｎ ｔ ：ａ Ｏ 些操作疏忽导致安全事故 ， 数控 实习一般属 系统 ， 并建立机床运 动模型 ， 即部件 树 ； ） （ 添加 ５ 扫 规席 于纯消耗 型的加工 ， 消耗大量的刀具和材料。 为 各 部件 的几何模 型 ， 准确定 位 ；６设置机 床 并 （） ・ Ｂａ ｓｅ阻 ∞ 解 决这些矛盾 ，数控仿真技术被应用 到数控专 参 数 ； ） （ 保存所有文件 。 ７ 谚 ｚ ｎ哪 业 的教 学 ， 为数控教学 的一种重要手段 。 成 由美 ３ ． ２数控 加 仿真 工艺系统 的仿真教 学环 ｘ ｎ 协 ． 国Ｇ ＴＣ Ｇ Ｅ Ｈ公 司开 发 的 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ软件 是 目 境建模实例 Ｅ ＩＵ Ｔ ｃ ｅ Ｂ（ ， ， ｕ Ｔ ｔ 。 ｏ 啦 下面以 Ｃ Ｋ １２ Ａ ６３ 机床 为例进行 说明 前较为先进 的数控加 工仿真软件 ，在企业 院校 帚 Ｔ ｏ１０００ ｏ ｌ《，，｝ 广泛应用 。 就我校数控设备少 ， 场地有 限这一教 （） １机床概述。 此车床为卧式 、 平床身 、 刀 前 帚 Ｔｏ２１，，｝ ｏ ｌ ０００ 学条件现状 ， 我们尝试利用 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ Ｅ ＩＵ 软件进行 座 、 四工位 电动刀架 、 电机 驱动的经济型 车 伺服 帚 Ｔｏ３ｌ，，） ｏ ｌ ０００ 数控仿真教学 ， 高学 生的数控设备应用 能力 。 床 。 提 所用数控 系统 为 Ｆ Ｎ Ｃ０ ， Ｚ两轴二联 Ａ Ｕ －ＴＸ、 节 Ｔ ｏ４０ ００ ｏ ｌ 《， ，） ２Ｖ ＲＣ Ｉ数控加工仿真软件 Ｅ Ｉ（ Ｔ 动控制 ， 分别控制纵 向 、 横向滑板 。ｘ轴部件上 誊 邱 啪 舷 帆 ２ Ｅ ＩＵ ．Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ软件简介 １ 装 四工 位 电动 方刀架 （ 转动轴 线垂 直 ）主轴箱 、 ｉ 附 裱 ｆ， ， ） ０ ０ ０ Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ由数控程序验 证模块 ， Ｅ ＩＵ 优化切 削 为 固定部件 ， 夹具为ｊ爪卡盘。 机床 坐标原 点为 翁 （ 他 ０ ｏ Ｊ 模块 ，机床运动仿 真模 块 ，Ｕ Ｏ ＤＦ 实体 比 卡盘有端面 中心 。２部件分类 。 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ软 Ａ Ｔ — ＩＦ （） 依 Ｅ ＩＵ 鞲 ■｝ ｔ ｋＣ ００ Ｓｏ Ｏ Ｊ ｃ ， 较模块 ，多轴模块 和 Ｃ ＤＣ Ｍ接 口等模块组 件部件分类规则 ， Ａ ／Ａ 部件分类如表 Ｉ 所示 。 ’ ｎｅ ｉｎ杈 ０ ｓｇ 成。 可进行数控车床 ， 数控铣 床 ， 中心 ， 加工 电加 工机床 等多种数控设备的仿真过程 。 目 国内 Ｂ Ｓ 前 图 Ｉ所得到的 目录树 ＡＥ Ｉ 定部件：主轴箱，床身，四个床脚 的宇龙 和斯沃等数控仿真教学软件 ，主要 的功 （） ５在刀具管理器 中建立刀具库 。 以常用的 Ｐｌ Ｅ 主轴 能是基 于机床面板操作的仿真 ，学生可 以通过 Ｓ ＮＤＬ 外 圆粗车 刀 、 车刀 、 刀 、 精 螺纹 切断切槽 刀为例 ， 这 些软 件掌 握数 控机 床基 本 的操作 方 法 。而 Ｆ Ｔ Ｒ 分 别记 为 １２３４号刀。刀柄先用 ｐｏ 软件 建 、、、 ｒｅ Ｉ ＵＥ Ｘ 夹具：二爪卡盘 三 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ是基于Ｔ艺过程 的仿真软件 ， 以还 Ｅ ＩＵ 可 模， 并将其转换成 Ｓ Ｉ Ｔ 格式 ， 便于使用 时调入 和 原 真实的机床实际加工过程 ， 不但 能验证 数控 ｒ） Ｋ Ｃ ｃ Ｉ 件：圆棒料 调 整位置 。（） 机床 几何模 型 ：先 添加 ｒ ６添加 ａ 加工程序 ， 优化切 削 ， 分析检测 加工 结果 ， 还能 件、 盘、 卡 主轴 、 刀具 、 四把 刀架转动部 分 ， 浏 按“ Ｘ Ｘ轴部件：横拖板 及时发现加工过程 中出现 的工艺 问题。适合学 览” 找到相应 Ｓ Ｌ Ｔ 格式文 件 ， Ｔ件 ＳＯ Ｋ可用 ＴＣ 生进行数控工艺知识 和综合 ｝数控 加工训练 。 Ｚ 生 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ的圆柱体建模 ，设置１件 的半径 、 Ｅ ＩＵ 二 长 Ｚ轴部件 ：纵拖扳 ２ Ｅ Ｉ Ｕ 软件 的主要功能模块 ．Ｖ ＲＣ Ｔ ２ 度 。ｈ 调节刀架转 动部分部件 ， 应定位 Ｘｚ向位 、 Ｕ识 刀架转动部件 ２ ． 验证模块 。 ．１ ２ 验证模块是运行其他功能 Ｔ ｌ 日Ｂ 置使转动 中心在 坐标 系原点 ， 并调整 Ｙ 向位 方 模块的前提 ， 软件提供 １３ － 轴验证功 能 ， 可检测 置使装刀位置与刀柄底部接触 以 其他部件可调 Ｔ ｏ １ 、３ 四把刀具 ｏ Ｌ 、２ 、４ 出碰撞 、 快进 、 后置处理 、 超行程 等错 误 ， 并将 出 入后用配合方式定位 。 ７设置参数。 （） 选菜单 “ 项 错的程序序号全部记人 日志文件。 （） ３建立部件的 ３ Ｄ模型 。在完成机床各个 目 Ｇ 代码一设定 ”在弹出对话框 中选 “ ” — 一 ， 表 选 ２． ２ ２机床仿 真模块 。该模块 可以使 Ｖ Ｒ 部件 的二维测绘后 ， ｐｏ 软件进行 三维实体 项 ， “ 床台面 ” 表框 中选 择如下 参数 进行 Ｅ— 用 ｒｅ 在 机 列 ＩＵ Ｃ Ｔ能够模 拟 由控 制系统 驱动 的三维 数控机 造 型 ， 动单元 建模 ， 以运 之后 在 Ｖ ＲＣ Ｔ中装 添加 ： Ｅ ＩＵ 机床初始位置 ：０ ５（ ３００７０Ｘ Ｙ Ｚ坐标用 床实时动画 ，使虚拟机床按 照 Ｇ代码或其他可 配 。 主轴箱建模不考虑 内部传动机构 ， 外形 空格间隔 ） 只建 识别的数控代码来模 拟实际机床的加＿ 动和 模型 。 、 轴传动链可简化不建 ， 丁运 ｘｚ 建立几何模型 机床参考点 ：０ ５ ３ ０ ０７ ０ 虚拟 的工厂环境 。 后， 另存为 Ｓ Ｉ Ｔ 格式 。 （） 部件树 ， ４建立 完成机 工件编程原点 ： ０２０２０ ｚ Ｉ．件 ０ ０（０ 为 方 ￣ Ｅ ｑ ２． ．３优化模 块。可根据金属切除率 及用户 床 的运动建模 。先设系统控制为“Ａ Ｕ ４Ｔ ： 原点距机床坐标系原点距离 ） ２ ＦＮ Ｃ ） ” 设定的优化参数重新计算并修正不同加工阶段 选菜单 “ 置一控制一 打开”在 机床库 “ 配 ， 中选” 还 有一些参 数 ， 刀具表 、 床行程 、 刀 如 机 换 的进 给速度 ，从而获得高效率和高 质量 的数控 ｆ Ｏ．ｌ 点击部件树按钮 ， ａ ｔｔ。 ｎ ｃ“ 弹出部件树对话框， 疗式 、Ｃ Ｎ 程序类 型和碰撞设置等 ，可进行相 应 加＿工艺方案，而这一优化过程并不会改变原 单击” Ａ Ｅ ［ Ｂ Ｓ 一右键单击一在光标菜单选“ 添加” 操 作， 这里不再重复 。 （） ８保存文件 来的加工轨迹。 — 选 ｚ 眭，添加 ｚ ，单击 ｚ 性一 右键单 线 轴 线 一 ， 分别 保存用户 文件 Ｕ Ｒ Ｓ 、控制 系统 文件 ２ ． 口模块 。可 以从 Ｕ Ｃ ＴＡ、 ｏ 击一在 光标菜单 选添加 “ 选 ｘ线性 ”添 加 ｘ ． ２ ４接 Ｇ、Ａ Ｉ Ｐ ／ ｒＥ 同样方法 ， 添加其他部件 ， 到部件树 如图 Ｉ Ｃ Ｌ机床文件 Ｍ Ｈ 为便 于使 Ｖ Ｒ Ｃ Ｔ软件 得 Ｔ、 Ｃ 。 Ｅ ＩＵ 等 Ｃ Ｍ软 件的加 工模块 里直接调用 Ｖ ＲＣ Ｔ 轴。 Ａ Ｅ ＩＵ 进行仿真和优化 ， 减少操作 步骤和中间格式 的 所示 。 因为机 床坐标 系的 ｘ轴 正方 向指 向操 开 始 运 行 即 进 入 自己 的 用 户 文 件 ，可 编 辑 则在添加 ｚ 部件时 ， 轴 由于默认 ｚ 轴 Ｖ Ｉ Ｕ ．ＡＴ文件 ， ＥＲ Ｃ ＴＢ 将其 中 ＶＥ Ｃ ．Ｓ ＲＩＵＴＵ Ｒ改 图形数据。并 目此模 块支持手工 编制 的程 序。 作者方 向， ３Ｖ ＲＣ Ｔ进行 数控 加工工 艺系统 的教 部件 的 ｘ轴正方 向为远离操作者方 向 ，因此应 为 所需 的用户 文件 名 。另外 ，为了 开始 运仃 Ｅ ＩＵ Ｅ ＩＵ ＥＩ 绕 ｚ 正方 向转动 １０， ， 轴 ８￣这样 Ｚ轴部件 的 ｘ轴 Ｖ ＲＣ Ｔ即进入所需 工作 目录 ，可将 Ｖ Ｒ — 学仿真环境构建 正方 向才指 向操作者 。 添加 四把刀具时 ， 刀架控 Ｃ Ｔ Ａ Ｕ ． Ｔ复制 到所需工作 目录中运行 ，并在桌 Ｂ ３ Ｅ ＩＵ 数控加工仿真的基本过程 ． Ｖ ＲＣ Ｔ １