虚拟数控加工过程的建模与仿真

本文介绍了虚拟数控加工过程的概念,提出了虚拟数控加工过程中的关键技术的建模和仿真,包括工件建模,夹具建模、刀具建模及虚拟数控机床建模和虚拟数控机床加工过程的仿真以及机床的加工误差等。     

虚拟数控机床的开发及其在教学中的应用

利用数控加工仿真平台VERICUT开发虚拟数控机床,并将其成功应用于课堂教学和实验教学中。在VERICUT的基础上借助Pro/E的建模功能构建虚拟机床的结构模型,通过对现有数控指令系统的修改,建立能够仿真SINUMERIK802S的数控系统,并定制更适合于教学的虚拟数控机床界面。教学实践表明:虚拟数控机床不但具有安全、经济的特点,而且有利于激发学生的学习热情,能达到良好的教学效果。     

数控铣床虚拟装配建模及其加工仿真研究

为有效预防数控加工中机床、刀具、夹具相互之间的干涉碰撞问题,通过基于虚拟样机技术的数控机床虚拟装配建模方法确定了数控铣床的虚拟装配体.借助于UG/ISV加工仿真模块,建立了数控铣床虚拟加工环境,并进行了加工过程仿真.仿真结果证明该虚拟装配建模方法可行,加工仿真可有效判断机床工艺系统的相互干涉问题.     

工作台回转式五轴数控机床虚拟样机建模与数控仿真

以工作台回转式五轴数控机床为研究对象,通过UG的CAD模块建立该机床和被加工件的虚拟模型并输出各组件的STL模型,再导入VERICUT中,完成机床在VERICUT中的虚拟建模。对建立好的虚拟模型进行设置,调用数控程序完成工作台回转式五轴数控虚拟样机的建模和仿真。     

面向虚拟制造的数控加工仿真系统的研究与实现

结合虚拟制造技术对数控加工仿真系统进行了研究。通过对加工系统三维几何模型、运动模型、物理模型的构建，以及数控代码解释和加工过程仿真等模块的设计，开发了面向虚拟制造的数控加工仿真系统软件。该系统在NC代码的驱动下运行，可直观地观察加工过程中数控机床部件运动和零件的成形过程，验证代码的正确性，防止实际加工过程中的干涉、碰撞等故障的发生。仿真效果真实感强、实时性好。     

空间对接半物理仿真系统虚拟样机及仿真研究

阐述了飞行器空间对接地面半物理仿真系统设计思想。基于物理建模的思想,用SimMechanics工具箱建立了空间对接地面半物理仿真台的机械系统,用Matlab/Simulink建立了控制系统模型,建构了虚拟空间对接地面半物理仿真台。结合虚拟样机建模过程阐述了空间对接地面半物理仿真的关键技术。在空间对接地面半物理仿真台虚拟样机上,采用无阻尼振荡模型对空间对接动力学模型等进行了验证,对空间对接的缓冲过程进行了仿真。仿真结果表明半物理仿真系统设计思想是正确的,系统建构技术措施是有效的。     

基于VERICUT多轴联动数控机床仿真加工效果对比与研究

加工仿真是虚拟制造的核心技术之一,为产品的可制造性提供关键数据,介绍利用VERICUT建立机床仿真模型的方法及过程,同时建立三、四和五轴联动数控机床模型,并对其加工效果进行比较,总结各数控机床的加工特点,为数控机床的选用和研究提供参考.     

面向对象建模技术及其在虚拟仿真中的应用

多轴数控机床具有结构复杂、运动自由度多等特点.为了解决虚拟环境下多轴数控机床几何模型与各轴关联运动的一致性问题,本文分析了多轴数控机床几何模型及运动模型的特点,研究了采用面向对象技术进行多轴数控机床建模的一般方法.以CKX5680 7轴5联动机床为例,使用OpenGL建立其虚拟仿真模型,实现了多轴数控机床几何模型与各轴关联运动的一致性,为进行加工仿真以及虚拟环境下的碰撞检测打下基础.     

加工过程物理仿真技术研究

加工过程仿真是虚拟制造的底层关键技术，同时也是数字化制造系统的重要组成部分，而物理仿真是其中的研究重点和难点。建模难，通用性和实用性差是目前物理仿真中存在的主要问题。文章总结了物理仿真的研究内容和方法，分析了研究中存在的问题及加工过程建模的常用方法。     

VERICUT虚拟机床技术在五轴加工中的应用研究

根据BV100双转台(A-C)五轴数控机床结构参数,基于VERICUT建立该机床的虚拟机床模型,构建仿真加工环境;并应用该虚拟机床对叶片进行数控仿真加工,不仅验证数控程序的正确性,而且通过仿真消除试切中的碰撞、干涉和超程等问题。通过系列实验验证了虚拟机床技术在五轴加工中的重要性。     

基于VERICUT环境下的加工仿真的研究

VERICUT通过对NC代码的校验，能够防止机床碰撞，提高生产效率和精加工质量、优化NC代码：可以模拟加工过程并进行检测。随着CAM技术和CNC的广泛应用，VERICUT将在虚拟加工仿真领域发挥着重要作用。     

基于Web的虚拟机床加工仿真研究

随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,虚拟制造技术成为当前制造业研究的新热点,虚拟加工过程仿真是虚拟制造中的关键技术.论文对基于网络的数控加工仿真关键技术进行了研究.在分析了VRML与JavaScript交互技术、材料去除算法、碰撞检测算法及NC代码编译等建立仿真平台关键技术的基础上,提出了一种基于Web的虚拟机床加工仿真系统.系统可实现Web环境下机床三维浏览、运动仿真、装配显示等功能,同时内嵌基于OpenGL技术开发的曲面加工仿真功能.使用者只需要通过安装相应插件的浏览器,即可对系统进行访问.相对于其他CAM商业软件,其具有系统文件简单,易于模块化扩展等特点.     

Enhanced virtual machining for sculptured surfaces by integrating machine tool error models into NC machining simulation

Sculptured surface machining is a time-consuming and costly process. It requires simultaneously controlled motion of the machine axes. However, positioning inaccuracies or errors exist in machine tools. The combination of error motions of the machine axes will result in a complicated pattern of part geometry errors. In order to quantitatively predict these part geometry errors, a new application framework ‘enhanced virtual machining’ is developed. It integrates machine tool error models into NC machining simulation. The ideal cutter path in the NC program for surface machining is discretized into sub-paths. For each interpolated cutter location, the machine geometric errors are predicted from the machine tool error model. Both the solid modeling approach and the surface modeling approach are used to translate machine geometric errors into part geometry errors for sculptured surface machining. The solid modeling approach obtains the final part geometry by subtracting the tool swept volume from the stock geometric model. The surface modeling approach approximates the actual cutter contact points by calculating the cutting tool motion and geometry. The simulation results show that the machine tool error model can be effectively integrated into sculptured surface machining to predict part geometry errors before the real cutting begins.     

基于VERICUT的铣车复合加工仿真系统研究

以立式铣车复合加工中心VMT100为原型,使用数控加工仿真软件VERICUT对实际加工在计算机上进行虚拟仿真。介绍了基于VERICUT的立式铣车复合加工中心VMT100的数控加工仿真工作流程及注意事项,在VERICUT中构建VMT100的机床仿真环境,建立轮毂模具数控加工所需要的刀具库,以轮毂模具的数控铣削加工为例介绍了VERICUT数控加工仿真。结果表明:可通过在VERICUT中建立VMT100的专用仿真平台上的仿真验证NC程序的正确性、检查潜在的加工碰撞错误并计算加工时间,提高了数控编程效率和加工质量、减少试切并降低生产成本。     

虚拟仿真技术在多轴机床后处理定制中的应用

对FIDIA五轴立式加工中心后处理的定制过程进行研究,并利用虚拟仿真技术对后处理的正确性进行验证。通过NX软件的后处理构造器定制了适用于FIDIA C1系统的后处理。为了验证后处理的正确性,在NX中建立简化的机床几何模型,将机床各部件以STL格式文件导出至VERICUT软件中,在VERICUT中进行相应的配置,完成虚拟仿真环境的构建;以鼠标模型作为加工对象,在NX加工模块中创建刀具轨迹,通过定制好的后处理将刀轨源文件转换为机床能够识别的NC代码,在虚拟仿真环境中进行模拟加工,验证无误后传输至机床进行零件的实际加工。结果表明:虚拟仿真技术可以有效避免由于后处理定制不当而导致的机床碰撞,确保机床安全、高效地运行。     

基于SolidWorks齿轮复合加工机床仿真系统研究

为研究齿轮复合加工机床的运动规律,验证NC代码的正确性并直观地模拟加工过程,对齿轮复合加工机床进行结构分析,建立机床运动学模型。基于SolidWorks2013平台,运用COM组件技术针对机床的核心功能开发了齿轮复合加工机床数控仿真系统。利用位姿矩阵原理以及分段处理技术实现了机床五轴联动控制和齿轮加工仿真。实例表明:该方法简单、可靠;开发的仿真系统能够满足实际的需求。     

基于VERICUT的多轴联动数控加工仿真

采用多轴联动数控机床加工时,NC程序编写和检测难度较大。为了验证NC程序的正确性和保证加工质量,需构建虚拟加工仿真系统。利用VERICUT先进的数控加工仿真功能,以DMC60TR为原型,构建五轴数控虚拟加工仿真平台;针对机床建模仿真中的技术难点提出相应的解决方案,实现了加工过程的仿真。结果表明:通过数控仿真验证了NC程序的正确性,提高了加工效率,为多轴联动数控机床的建模仿真提供了指导。     

基于VERICUT的虚拟龙门加工中心建模和仿真关键技术研究

为减少零部件试切,检验数控工艺合理性,构建了虚拟龙门加工中心。研究了龙门加工中心运动,阐述了侧面铣头运动由旋转中心和换刀点控制,提出了虚拟机床侧面铣削运动构建方法,可实现各角度侧面铣。搭建了虚拟加工环境,通过零件仿真加工,完成了零件顶面及4个侧面的铣削加工,验证了数控代码的正确性,检验了数控工艺合理性,减少了零件试切,缩短了开发周期,仿真结果表明虚拟龙门加工中心的正确性。