UG发动机叶盘五轴虚拟数控加工仿真(8)
4.2.3 Vericut 机床加工仿真过程
（1）虚拟机床建模：建立机床运动学模型，系统提供部分控制文件库供使用者调用或修改，以满足定制要求，然后利用建模模块建立机床的几何模型，按照要求设定机床初始位置。
（2）毛坯、夹具建模：夹具建模的主要目的是检测夹具与机床的其他运动部件之间的干涉和碰撞。毛坯和夹具的建模过程与机床的建模过程相似。
（3）刀具建模：为了使建立的数控加工仿真机床模型能适应不同的加工程序，可以建立特定机床所使用的所有刀具的主刀具库。在构建刀具时，主要包含刀具及刀柄两个部分。构建刀柄的主要目的是要检测在切削时刀柄是否会和工件、夹具碰撞，所以整个刀具的建构，数据愈详细，做出来的模拟就愈接近真实的情况。
（4）设定系统参数：为了正确仿真NC加工程序，还需要在 Vericut 中进行诸如工件编程原点和刀具补偿等一些仿真系统参数的设置。
（5）加工仿真：利用 CAM 软件生成该零件的加工刀具轨迹和 NC 代码，并根据Vericut 系统的要求做出相应修改。在 Vericut 中调入该 NC 程序，并定义刀具列表以建立 G 代码中所指定的刀具号和主刀具库文件中的刀具号的映射关系，即可进行加工过程的仿真。
（6）仿真结果分析与优化：对于仿真结果模型，一方面我们可以通过对其进行缩放、旋转等操作并结合 LOG 日志文件观察工件的加工和碰撞干涉情况，并进行尺寸测量和废料计算，另一方面，还可以利用 AUTO－DIFF 模块进行加工后模型和设计模型的比较以确定两者间的差异以及过切和欠切情况，进而修改相应的刀具轨迹文件和参数，直至仿真完全达到要求为止。此外，利用OptiPath模块并进行一定的参数设置可以优化刀位轨迹，调节刀具的进给和切削速度，最大限度的提高去料切削效率，从而提高零件加工效率、缩短加工时间和制造周期。
图4-1为利用 Vericut 进行数控机床加工仿真的过程，重点在于机床的构建和NC代码的生成及修改调用。在用CAM软件生成刀具轨迹和NC代码的过程中应该保证所用刀具的参数应与在Vericut中建立的刀具保持一致。对于 NC 代码的修改，主要是在程序的适当位置加入Vericut中建立的刀具号，否则在仿真时会出现刀具调用不上的问题。
图 4-1 利用 Vericut 进行数控机床加工仿真的过程
4.3 建立FIDIA HS664 五轴立式高速加工中心
进行数控加工仿真的第一步是要建立用于虚拟加工的数控机床，要求不仅具有与实际机床类似的外观，而且其结构与运动方式也要与实际机床相同。利用Vericut 系统中的Machine Simulation模块，本课题建立了一台五轴立式铣床的几何模型与运动学模型，并进行了刀具库的设定。
4.3.1机床建模的关键概念
1.组件与组件树
Vericut 系统用不同类型的组件（component）表示不同功能的实体模型，并用模型（model）来定义各组件的三文尺寸及形状。通过定义毛坯、夹具和切削刀具等组件、模型，然后像真实加工时实体间的相对连接关系一样，连接各组件、模型到数控机床正确的位置就构成了组件树，并用控制文件控制使各组件模型的相对运动与真实加工时各自的运动相同，最后用相应的刀位轨迹进行仿真切削加工。
Vericut 中提供了多种类型的组件，来描述加工仿真中所用的不同功能的三文实体模型，包括机床的基础件、XYZ 轴、主轴、工作台、毛坯、夹具和切削刀具等组件。组件被默认为没有尺寸和形状，组件只定义了实体模型的功能，通过增加模型到组件，使组件具有三文尺寸及形状。
由各组件构成的表示真实加工时实体间连接关系的组件树，可以对各组件进行剪切、复制、粘贴、删除等基本操作，以对各组件间的连接关系进行编辑。如图4-2所示。