VERICUT軟件的應用

楊帆

摘 要 現階段，VERICUT軟件主要是運用了相對科學的三維顯示與虛擬現實手段，分析并探索NC程序中時有發生的碰撞、干涉、過切等問題。在CNC機床上運行程序之前，可以糾正低成本的運動或編程錯誤，從而可能會破壞零件，損壞夾具或切割刀具。進而使工作效率大大提高。

【關鍵詞】虛擬 NC程序 碰撞 干涉 過切 欠切

VERICUT本身就是通過美國的CGTech公司適當研發并推廣的數控加工仿真軟件，通過合理的利用軟件在計算機中實現虛擬操作的流程，結合著具有時代特色的三維顯示與虛擬現實技術，從1988年開始，CGTech的產品也就是VERICUT軟件逐漸的迎合了CNC加工的行業標準，通過科學運用這類軟件，及時分析錯誤并檢測可能存在的裂痕。各種規模的公司，大學、貿易學校和政府機構都在使用這款軟件。 VERICUT可以減少手動驗證NC程序的過程，它減少廢料損失和返工。該程序還優化了NC程序，以節省時間并產生更高質量的表面光潔度 [1]。VERICUT是基于3D固體的軟件程序，可以交互地模擬NC程序的材料去除過程。該程序描述了多軸銑削/鉆孔以及多軸車削和組合銑/轉加工，能夠驗證NC程序的準確性和質量。在CNC機床上運行程序之前，可以糾正低成本的運動或編程錯誤，從而可能會破壞零件，損壞夾具或切割刀具。從1988年起，VERICUT就成為行業的標準，被廣泛的運用至航空航天、兵器制造、交通工具等各個領域。

1 特點及優勢

（1） Vericut主要是通過展開的實體、依照詳細特征對歷史加以記錄的仿真，科學利用Vericut軟件研發出本身就具備著歷史和相關特征的切削模型，由此實現更加便捷、快速、精準的尺寸分析，及時發現錯誤。而一般軟件不是基于特征的實體仿真，模擬后的這些加工特征已經丟失，這樣缺點是切削模擬精度不高，模型數據量大，模擬速度不溫度，會越來越慢，分析測量模型不方便。

（2）Vericut仿真本身就是與生產的過程實現有效的匹配，然后及時的對生產流程進行模擬。某一零件的生產，往往需要慎重的分析毛料和粗加工等諸多細節，經過了粗加工到半精加工再到精加工的過程，相應的切削模型會實現在不同的機床、不同系統及不同夾具中的自動轉移。

（3） Vericut 在程序模擬之前（預覽程序），具體的模擬過程還是需要在模擬結束的特定階段分析并檢測出錯誤的問題，比如過切、碰撞和旋轉等，還有最大的切削寬度和切削轉速等，也是不可忽視的重要問題。

（4）Vericut在檢查并適當的判斷過切曲面和實體時擁有著兩種手段，通過直接的定位，分析特定程序和特定程序行發生的過切，由此體現出直觀方便的特點。

（5）模型輸出。VERICUT在實際的模擬切削過程的時候，每一個階段都能夠依照實際的加工特征完成對切削模型的輸出，由此運用不同的數據標準格式實現合理的維護與保管，比如Step、IGS等格式。Vericut本身就是建立在特征的模型，完全可以在輸出特征模型后展開后續的工作。主要的用途就是：實現和CAM軟件的結合，保證從真正意義上實現基于過程模型的驅動編程；另外就是合理的利用過程切削模型，通過相對有效的方式，在CAD軟件生產過程中完成對草圖的檢驗和測量；最后是實現舊程序的完美轉換，通過其轉換成擁有特征的實體模型，更好的為設計提供有利條件，對工藝流程加以優化并科學利用。

（6） Vericut能夠產生相對豐富的工藝報告，比如說過程測量的報告，這是一個結合著實際特征的切削模型（其他模擬軟件工具不具有的）完成的工作，分析并測量，從而生成帶有3D圖片的表格檢測報告。Vericut還可以生成數控車間各個環節需要的三維草圖和報表，為車間無圖紙生產提供完美的數據和文檔。

（7） Vericut存在著友好的配置指令界面窗口。這種設計可以滿足用戶的實際需要，也就是他們依照自身對于機床的需要，更加便捷的配置機床，同時發揮出系統的高級功能（特殊的G代碼和M代碼）和特性。Vericut產品可以構建和模擬任何復雜的機床，可以自由的根據機床和控制系統配置任何復雜的指令，以滿足用戶需求。

（8） Vericut可以優化刀具長度，并可設定安全間隙距離。無論是三軸程序還是多軸程序，Vericut根據當前毛料幾何，結合使用的夾具，刀具刀柄計算并優化刀具長度，會將短的刀具拉長，長的刀具縮短，最后以報告列表的形式將每一把刀具優化長度列出。這樣可以解決刀具長度使用不當，產生碰撞（刀具太短）或零件表面質量差（刀具太長，加工中顫刀）的問題。

（9） Vericut能夠適當的優化進給速度，然后依照模型的生成過程切削并塑造模型，實際運用的刀具和每一個步驟的軌跡，都可以合理的計算出任意步驟的切削量，從而在最大的余量上降低相應的速度，余量小的高速度，適當的對程序加以修改，插入新的進給速度，保證創建出體現出高效性的數控程序。

（10） Vericut能夠合理的模擬出任何軟件生成的具體程序（機床直接使用的G代碼或刀軌APT程序），同時也能夠及時的模擬手寫程序，然后通過這樣的過程，模擬實際機床和控制系統子程序，實現模擬效果和實際情況的統一。

（11） Vericut能夠模擬多種多樣的切削方式，這是除去一般機械加工車、銑、鏜等，同樣可以模擬拉削、插齒、滾齒都能夠實現轉動切削的主要手段；經過適當的模擬，實現機器人加工（鉆鉚），數控鉚接等。

（12）Vericut模擬可以支持不同種類的刀具，其中涵蓋著成型刀或3D STEP模型刀具。但是一般的軟件仍然不支持這種技術模式。而一般軟件都不支持這關鍵的技術。

（13）Vericut模擬生產的切削模型能夠實現有效操作，比如剖面，重新定位等，都可以實現再修改等。

（14） CGTech（Vericut的產品供應商）屬于相對成熟的專業數控加工仿真軟件供應商，是數控加工仿真和程序優化領域的領導者，從1988年開始服務于航空等行業，Vericut軟件已經該領域的事實的標準。同行業的成飛、西飛、沈飛、昌飛、陜飛、西安航空發動機等機械加工企業，已經引進并成功實施了VERICUT數控加工仿真軟件，為企業帶來了可觀的經濟效益。endprint

2 功能

2.1 模型分析

驗證模塊使您可以查看和分析切割零件的幾何。您可以縮放，反轉和旋轉模型。模型可以在任何方向進行多次橫切，因此您可以檢查在實體模型中不可能看到的區域（例如鉆孔的交點）。 X-Caliper?工具可以測量厚度，體積，深度，間隙，距離，角度，孔直徑，拐角半徑，扇貝高度和邊緣。包括Delta X，Y，Z分量距離測量。

2.2 數控機床仿真

CNC機床仿真檢測所有機床零件（如軸滑塊，頭，轉塔，旋轉臺，主軸，換刀器，夾具，工件，切割工具和其他用戶定義的物體）之間的碰撞和接近失誤。您可以在組件周圍設置“近錯區域”，以檢查是否接通電話，甚至可以檢測到超行程錯誤。CNC仿真可以檢查CNC機床功能，減少實現新機器所需的時間 向機械師展示新程序的期待提高流程效率使用AVI模擬增強演示文稿和文檔超級碰撞檢查 VERICUT具有最精確的碰撞檢測功能。 VERICUT不僅僅沿著路徑檢查點，而是通過掃過空間來檢查整個行進路徑。

2.3 基于知識的加工

VERICUT是一個真正的基于知識的加工系統：通過模擬過程，它可以了解每個切割的精確深度，寬度和角度。并且它確切地知道每個切割段除去了多少材料。有了這個知識，OptiPath將運動分成較小的部分。在必要的情況下，根據每個部分中移除的材料量，為每個切割條件分配最佳進給速率。然后輸出新的刀具路徑，與原始刀具路徑相同，但進給速率提高。

2.4 VERICUT ForceTM

VERICUT Force?是基于物理的優化方法，其基于以下四個因素確定給定切割條件的最大可靠進給速率：刀具上的力，主軸功率，最大切屑厚度和最大允許進給速率。它通過分析刀具幾何和參數，原料和切削刀具的材料特性，詳細的切削刃幾何形狀和VERICUT切割接觸條件來計算理想的進給速率。這項技術的初始用戶已經將生產率提高了50%。其他優點包括減少開發時間，縮短循環時間，減少工藝變化，延長機器使用壽命，提高零件質量。它還可以防止由于偏轉導致的工具破損，加工過程如圖1所示。

3 總結

總之VERICUT軟件可以模擬CNC加工，用來檢測錯誤、潛在的碰撞以及低效的加工區域。在把程序傳入機床之前，VERICUT可以讓數控編程人員發現并糾正錯誤，這樣可以避免工件的試切。VERICUT也可以優化數控程序的切削速度，獲得更高的加工效率——甚至在高速銑削上，該軟件可以大大提高工作效率。

參考文獻

[1]唐秀梅等.Vericut數控加工仿真技術[M].清華大學出版社，2010.

[2]楊勝群.VERICUT數控加工仿真技術[M].清華大學出版社，2013.

[3]鄭貞平.VERICUT 7.3中文版數控仿真技術與實例詳解[M].機械工業出版社，2015.

[4]黃雪梅.VERICUT數控車削加工從入門到精通[M]. 化學工業出版社，2017.

作者單位

廣東理工學院 廣東省肇慶市 526100endprint