基于VERICUT的数控加工仿真检测与修正

邱丽梅，熊昌炯，吴龙,任雯

（1.三明学院机电工程学院，福建三明365004；2.三明机械CAD工程研究中心，福建三明365000）

基于VERICUT的数控加工仿真检测与修正

邱丽梅1,2，熊昌炯1,2，吴龙1,2,任雯1

（1.三明学院机电工程学院，福建三明365004；2.三明机械CAD工程研究中心，福建三明365000）

针对大多数数控仿真软件内部的“作弊”和漏洞等问题，提出采用VERICUT作为第三方检测软件，对Pro/E的数控仿真结果，进行检测与修正，直至得到可靠的NC程序，从而大大提高了仿真的可信度，对实际数控加工有重要的意义。

数控仿真；数控程序；检测；软件

数控加工是靠数控指令程序控制完成的。在实际生产中，为确保数控程序的正确性，防止加工过程中干涉和碰撞的发生，常采用试切的方法进行检验。但试切的方法费工费料，代价昂贵，使生产成本上升，增加了产品加工时间和生产周期，还要占用数控机床和加工现场[1-2]。对此，人们一直在研究用计算机仿真方法逐步代替试切，并已取得了显著成效。如Pro/E、UG、CATIA、Mastercam、EdgeCAM等相关软件都能实现数控加工前的模拟加工，并被广泛应用于实际数控加工，但单独采用其中任意一款软件的数控加工仿真结果都未必可信，因为无法排除软件内部的“作弊”和漏洞，从而无法实现真正意义上的“代替传统试切”。

针对以上弊端，本文提出利用Pro/E三维建模的优势，与VERICUT验证NC代码和CAM软件输出结果的优势相结合，同时充分发挥了它们两者之间的数据接口优势，来解决以上问题。即先采用Pro/E实现数控加工仿真，把得到的NC程序通过它们之间的数据接口导入VERICUT进行检测仿真的效果，不断修正，从而得到可靠的NC程序，这对实际数控加工有重要的意义。同时也是今后数控加工仿真发展的必然趋势之一[3]。

1 基于Pro/E的轴承座数控加工仿真

Pro/E是一个完全参数化的交互式CAD/CAM系统，它提供了一个基于过程的产品设计环境，采用了模块方式，可以很方便地进行三维建模。本文利用Pro/E建立加工模型、进行零件的数控加工仿真、生成数控程序，这对于特别是手工编程较难的曲面加工，大大降低了编程运算量[4]。

Pro/E的数控加工仿真流程图如图1所示。

通过图1步骤，以轴承座为例，得到图2所示的仿真结果和相应的轴承座加工NC代码。

图1 Pro/E数控加工仿真的流程图

图2 Pro/E数控加工仿真结果

2 基于VERICUT的数控加工仿真检测

上述由Pro/E数控加工仿真所得到的NC代码并不能直接用于实际的数控加工，更不可能直接代替传统的试切，因为用Pro/E内置的VERICUT进行仿真加工，只是简单的刀位数据仿真，不能验证所生成的NC程序的正确性。因此，本文提出对所得的NC代码，采用VERICUT作为第三方软件进行检查。

VERICUT是NC验证与加工仿真软件,它可在编程阶段校验加工程序的准确性,能够对整个数控加工环境进行仿真[5]。使用VERICUT可在产品实际加工之前,模拟NC加工过程,不仅可验证NC代码和CAM软件的输出结果；而且可以检测刀具路径中可能存在的错误,例如：过切或欠切工件、损坏夹具、折断刀具或碰撞机床等[6-7]。

2.1 验证Pro/E中导出的NC代码的正确性

将Pro/E中导出的NC代码导入VERICUT中，仿真完成后，观察如图3信息提示栏，程序运行过程存在的错误在此显示，本次提示是在刀具库中找不到程序制定的【30】刀具。

图3 信息提示栏

为此，编辑左侧项目树中的数控程序，如图4所示。发现程序在结束的时候多了一句T30M6的指令，此指令我们实际并不需要，也没有相关设置；因此删除此程序段再进行验证。重新验证需要重置模型。重新验证后提示框信息如图5所示，表示程序已能够顺利的正确运行，这样就完成了此工位程序的检测和修正。其它工位程序的验证方法与此类似，在此省略。

图4 程序段检测与修正

图5 程序段验证信息栏

2.2 过切检测

工位1的NC程序经检测无误后，可对其是否过切进行检测。通过【分析】/【自动-比较】设置过切颜色为Red，残留颜色为Blue，如图6所示，有四个边角有残留，初步判断是由于刀具圆角留下残余；同时生成相应的切削检测报告如图7所示，其中大部分是后继工序要加工的内容，仅4个边角残留，为此，在Pro/E中把铣削体积块弄得稍微大一些，使得刀具切出残留[8]。

在Pro/E中改过切削体积块的大小，重新输出程序，重新导入VERICUT，重新切削加工。此时得到的过切检测结果如图8所示,从图8可以看出，4个边不再有残留，与修正前的图6比较，可见修正操作已生效。

图6 工位1修正前检测结果

图7 切削检测报告

经过一番调整后，与修正前的日志(图9)比较，图10 的VERICUT日志显示错误数和警告数都由原来的4减至为0了。表示利用修正后的NC程序进行加工仿真时，已无过切、碰撞和刀位轨迹等问题。因此，对于工位1来说，已得到了正确可靠的NC程序。其它工位的加工仿真检测过程类似，当然对于不同的工位在检测过程中，可能会会出现不同的错误，可对症修改相关的工艺参数，以得到工位日志上的错误数和警告数均为0为止，在此省略。

图8 工位1修正后检测结果

图9 工位1修正前VERICUT日志

图10 工位1修正后VERICUT日志

3 结论

虽然Pro/E中已实现了VERICUT模块的无缝嵌入，但由于Pro/E软件自身内部的“作弊”和漏洞，利用Pro/E中内嵌的VERICUT只能进行简单的刀位数据仿真，而无法实现检测零件加工的刀位轨迹正确性，也不能检验NC加工中可能遇到的碰撞、干涉和过行程等。因此，本文以轴承座为例，利用Pro/E三维建模的优势和VERICUT的机床运动仿真优势相结合，可以达到以下目的：（1）检测零件加工的刀位轨迹是否正确；（2）检验NC加工中可能遇到的碰撞、干涉和过行程；（3）检查仿真加工的过切或欠切等现象。最终得到可靠的NC代码，以便在实际加工之前及时纠正所发现的问题，实现真正意义上的“代替传统试切”。

［1］SEHOON OH.Parameter optimization for NC machine tool based on golden section search driven PSO［J］.Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits，2007，4（7）：947-950.

［2］薛承宗，柯红，林钦平.数控线切割加工技巧研究［J］.三明学院学报，2006，23（2）：162-164.

［3］杨胜群.VERICUT7.0中文版数控加工仿真技术［M］.北京：清华大学出版社，2010.

［4］白皛，刘斌，张云杰.Pro／ENGINEER数控加工与VERICUT综合应用教程［M］.北京：清华大学出版社，2009.

［5］张冲，汪方宝，朱春临.基于VERICUT的虚拟制造技术应用［J］.合肥工业大学学报：自然科学版，2004，27（1）：109-112.

［6］罗良清，张丹，李志明.基于VERICUT的数控加工仿真与优化［J］.湖北工业大学学报，2006，21（3）：186-188.

［7］阮晓光，李福洋，蔡安江，等.基于VERICUT的数控刀具直径选择方法研究［J］.制造业自动化，2013，35（2）：63-65.

［8］张烨，桂贵生.基于VERICUT的机床建模和数控车削加工仿真技术［J］.组合机床与自动化加工技术，2010，9（10）：70-74.

Detection and Correction for NC Machining Simulation Based on VERICUT

QIU Li-mei1,2，XIONG Chang-jiong1,2，WU Long1,2，REN Wen1
(1.School of Mechanical and Electronic Engineering,Sanming University,Sanming 365004,China; 2.Sanming Engineering Research Center of Mechanical CAD,Sanming 365000,China)

Aiming to the problems of"cheating"and loopholes,etc.,which exist in the NC simulation software,using VERICUT as the third party software to test the numerical simulation results for Pro/E,detection and correction is put forward in this paper.Reliable NC procedures are obtained,thus greatly improving the reliability of simulation.It has vital significance to the actual NC machining.

NC simulation;NC program;detection;software

TH164

A

1673-4343（2013）06-0036-04

2013-07-14

福建省高校产学合作科技重大项目(2012H6018,2011H6023)；三明学院科研基金项目（B201104/G）

邱丽梅，女，福建三明人，讲师。研究方向：机电一体化、模式识别。