VERICUT入门常见问题.docx

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VERICUT入门常见问题

VERICUT入门常见问题

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Vericut7.0教材

VERICUT入门常见问题

作者：

artcnc工作组

问题1：

为什么要进行机床模拟、程序仿真、程序优化？

笔者曾亲眼所见一个例子：

某大学的校办工厂的一个操作工人在操作机床时由于没有仔细的检查NC程序，造成了机床碰撞，导致刀具被撞断，机床主轴损坏，零件成批报废，这次事故的后果是很严重的，因为该机床是一台高精度机床五坐标加工中心，专门进行零件精加工，其经济附加值比较高，机床停止就是造成了经济损失，而且机床主轴损坏后的更换是一笔非常昂贵的费用，加工的零件又是火车机车上一个比较关键的零件，其加工难度大，加工周期长，是一个瓶颈零件，零件加工到此，已经完成了大部分的工序，零件报废的经济损失是很大的，并且由于零件的报废、机床的维修都耽误了零件的交付进度。

机床碰撞是很严重的事故，所有的工程技术人员或CNC编程人员，都应该意识到这一点，避免数控机床发生碰撞是我们的责任和义务。

怎样才能做好这一点呢？

首先要做到的就是正确的设计工艺加工方案，正确无误的编制数控加工程序，并做到认真复查、仔细校对，除此之外，我们还需要借助一些软件来帮我们模拟机床运动，检查碰撞。

随着机床的复杂化、智能化和机械加工自动化，对于一些复杂的零件仅仅靠NC编程已经不能完成零件的机械加工，机床的模拟仿真就像设计工艺方案、编写数控加工程序一样，在零件的加工过程中已经扮演越来越重要的角色，机床的模拟仿真、避免机床碰撞已经是机械加工中不可或缺的一部分。

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问题2：

VERICUT的优秀用户

其实，对于机床的模拟、程序的仿真和优化有很多知名的大大公司在这方面都做的很好。

比如UltraWheel公司，他是美国加州一家专门为生产轮胎的公司，在近20年的经营中，所有的轮胎都是公司350名员工在26000m2的车间里加工出来的。

UItraWheel为客户提供30～60cm的50多种型号的优质轮胎。

所有的设计和加工过程都经过优化，确保产品从设计、生产、运送到销售3O天内完成。

产品投放市场的高效率是UltraWheel引为荣的，这得益于虚用最新的加工方式和刀具。

UltraWhee1的CNC程序员SteveHetrick说:

“UltraWheel公司的管理层一直部非常接受那些能够提高生产能力的新技术。

”

在这种情况下，Hetrick开始寻找NC程序优化软件．他认为“我们有充裕的周转时间．但无论操作的效率多高，总还有提高的余地。

”提高效率远比说起来难，尤其是已经不存在什么问题的时候。

这时就需要找到那些虽然不是大问题，却影响效率的地方，当时间有限时，最好从NC加工路径开始找。

UItraWheel公司决定应用VERICUT的优化刀轨的功能。

“该软件非常适合我们的情况”Hetrick说。

“他比我们预计的还要好。

”

第一件要优化的是加工高硬度钢（38－42HRC）轮胎铸模。

NC程序经OptiPath的分析后，给适当的进给速度，立即可以看出差异。

“刀具的运行更稳定，”Hetrick说，“零件的表面更加光滑，即使是用提高了的进给速度。

”但最令人吃惊的是加工效率的提高，以前需要467min，现在节省了l50min，大约32％。

UltraWheel公司的机械师还发现了使用该软件的另一个优点，就是刀具的寿命延长了，他说：

“我过去常常要中断程序更换刀具，现在则可以连续地运行更大的程序。

”在很多情况下，表面的质量也有了显著的提高。

应用了OptiPath软件之后，UltraWheel公司的利润增长是多少呢?

“这个软件已经实现了它本身的价值。

”Hetrick说，“举例来说，我们节约了34．62％的加工时间，仅仅这一项就使得利润增长了至少1300美元。

”

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问题3：

数控发展的趋势是什么？

在开始讲VERICUT之前，我们一定要清楚的认识到当前书空发展的趋势，这样才能从根本上认识VERICUT的重要性，才会好好的学习它。

总的来说，当前数控的发展趋势主要是以下三大趋势：

第一：

多任务机床的使用会越来越广泛。

现代的机床正朝多功能、多主轴、多通道或多个运动轴的方向发展。

CIMdata所了解的最复杂的机床已经发展到22轴，像这种机床的编程和使用都会很复杂。

很多的NC软件商都想能够熟悉、支持这种复杂的机床，这样就可以成为该领域的佼佼者。

随着技术的进步，使用的多通道、多主轴的复合加工机床将会越来越多。

现在用得最多的就是车铣复合机床，在这种机床上可以同时进行车和铣的操作。

以车削为主的机床，一般是四轴双刀塔；另外一种使用的比较多的机床就是机床有两个主轴，一个主主轴一个副主轴，主主轴还带B轴，加工时，该机床可以同时进行车和铣的操作，其每一个主轴都可以夹紧零件，零件的两端都可以进行加工。

为了能有效的利用这种多功能机床，就需要特殊的软件来编程控制刀具的移动、模拟机床的加工过程。

然而对于机床操作者来说，机床模拟就是最重要的，因为在模拟的过程中可以看见零件最终的加工状态，避免机床碰撞，优化数控程序。

第二大：

五轴加工越来越多。

五轴加工在航空航天领域和叶片加工已经应用了好多年，并且在模具制造行业，五轴加工使用的越来越广泛。

在欧洲，五轴加工已经成为制造业的主流机床。

加工有复杂几何外形的零件时，如果使用五轴机床，不仅可以减少工序，还可以减少换刀次数，有些情况下还可以缩短刀具的工作长度，这样就能很好的提高加工质量好额刀具寿命。

除此之外，五轴机床的价格也日益低廉，新的编程软件的自动化成都也提高了，更容易学习和掌握。

第三：

高速铣。

高度铣技术已经日趋成熟，大多数的工厂都在使用这种技术。

支持高速铣的软件必须要能够快速的传输数据，并且较少刀轨的突然变向，保持切屑体积的恒定，这样就可以对答限度的延长刀具的使用寿命，加工出表面质量很好的零件。

第四：

更加真实的模拟。

机床模拟、刀轨验证的一些软件已经有了很大的进步，

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像Machine-Works、CGTech一些公司在这方面贡献比较大。

整个加工过程的真实的模拟包括机床工具、刀柄、机床组件、切削刀具、零件毛坯都会给使用者在视觉上对机床的动作有很好的了解。

模拟刀轨就需要验证刀轨的精确性。

碰撞、过切、切削不完全和任何和目标零件之间的偏离都会被显示出来。

通过过程毛坯与零件模型的比较，剩余的材料则可以显示出来。

这些软件还可以提供加工的零件的真实的照片。

并且验证和模拟软件和编程软件的交互程度变得越来越高。

对于编程者、工艺员和机床操作者来说，验证中间过程变得越来越重要。

除此之外，随着机床控制器变得功能越来越强大，功能越来越多，有些机床可以在自己的控制器进行机床模拟。

在加工零件的同时，机床能预先对程序进行模拟，这样就能在碰撞发生之前检测到碰撞，这样机床就会停止运行，保护机床。

（WFL就有这种功能）。

西门子在CAM软件开发和机床控制器制造的主导者，他们已经在他们的CAM软件中加入了世纪控制机床的代码，像G和M代码，这样就能在CAM软件中进模拟所有的实际的机床运动。

这样机床模拟和刀轨验证就更加的真实。

机床造者在进行某个实际加工，就可以虚拟的进行下一个程序的加工。

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问题4：

什么是VERICUT,它有什么功能

VERICUT可以是可以进行NC程序的验证、机床的模拟和NC程序的优化的一款数控模拟仿真软件，它是美国的CGTech公司于1988年开发的，现在已经发展到了VT7.0版本。

该软件的基本思想就是在进行真实的加工之前，尽可能真实的在虚拟的环境里模拟加工的整个过程和加工的结果，避免在真实的加工中出现零件的过切、欠切，避免发生机床碰撞，并最大程度的优化NC程序、延长刀具使用寿命，提高的加工的效率和加工质量。

程序验证就是验证程序的正确性，说的通俗一点就是检查G代码的正确性。

任何一个机械加工厂，其最基本也是最简单的要求就是要尽量提高零件的合格率。

就是这样一个简单的基本要求，机械加工厂并不是那么容易就能达到。

影响零件合格率的因素有很多，最根本、最重要的就是加工工艺方案和数控加工程序，因为这两个因素是根本、源头，是指导生产零件的，二者出现错误，报废或造成故障的就不是单个零件，而是一批零件，造成的损失也是巨大的。

因此，我们要杜绝加工工艺方案和数控加工程序出现错误，对于加工工艺方案，在此不多作叙述，是可以通过人的校对来保证其正确性的，但是对于数控加工程序，这样是不能保证其正确性的，特别是复杂的NC程序，人工校对根本不可能，VERICUT的NC程序验证功能很好的解决了这个问题。

机床模拟就是模拟加工过程中机床各个组件之间的相互运动，其过程和真实机床一样，这样就可以检查机床碰撞，避免发生，这样就很好保护了机床，延长机床的使用寿命。

NC程序优化可以最大限度的优化加工的进给率，计算最合适刀具长度，提高生产效率，延长刀具使用寿命，提高刀具使用效率。

对于企业来说，VERICUT的这三个基本功能的目标很明确：

提高加工零件的合格率，提高机床和刀具的使用效率，帮助企业降低生产成本，提高生产效率，增强企业的核心竞争力，使之在激烈的竞争中处于不败之地。

因此，对于从事机械加工行业的人来说，学习和掌握VERICUT就显得尤为重要。

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问题5：

VERICUT使用概述

我们都知道，在实际的零件加工中，最基本的要素有机床（Machine）、夹具（Fixture）、零件（Design）、毛坯（Stock）、切削刀具（Tools）和NC代码（Code），在虚拟的环境中，要进行NC程序的验证、机床的模拟和NC程序的优化，也必须具备这些最基本的要素，并且如果要非常精确的验证程序、模拟机床运动、检查机床碰撞的话，机床、刀具、夹具、毛坯和零件的模型就要求比较精确，如何在VERICUT里建立这些模型在后面的内容中再详细叙述。

我们先要了解一下，要完成一个零件加工过程的模拟和仿真，需要完成以下内容：

1.建立机床模型，并定义好机床的各个运动副；

2.建立刀具模型，并对应好相应的刀号；

3.建立好夹具模型，并将其装配到机床上正确的位置；

4.建立好毛坯、零件的模型，并将其装配到夹具上正确的位置；

5.生成NC程序代码，将其导入到VERICUT；

6.设置好加工坐标系，使之与编程坐标系一致；

完成这所有的内容以后就可以进行程序验证、机床模拟和程序优化了，需要说明的是，如果只需要进行程序验证，只需要完成2、4、5、6就可以了。

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问题6：

VERICUT的使用哪些文件格式

VEICUT作为一款软件，它也有自己的文件格式，主要有一下几种:

项目文件（*.vcproject）机床文件（*.mch）控制文件（*.ctl）

刀具文件（*.tls）

模型文件（*.stl）

1.*.vcproject项目文件2.*.mch机床文件（XYZABC的配置，夹具、零件、毛坯及轴下的模型路径

加载等）3.*.ctl机床数控系统文件（例如：

fanucsiemensheidenhain）

4.*.stl刀具文件（定义加工刀具）

在这里要说明一点，当我们在使用VERICUT时，一般情况下不要使用“Saveall”,而是使用“SaveProject”，因为我们如果使用“Saveall”的话，那么所有的项目文件都会保存当前做过的更改，然而实际情况是我们只需要保存当前的项目文件。

VERICUT使用的模型文件主要是*.STL格式的文件，所以如果要从其它的模型转换过来的话，一般是先将其它格式的文件转换为”.stl”格式的文件。

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问题7：

什么是项目树

在VERICUT里，一个文件称之为一个项目，当我们打开一个项目文件时，在整个窗口的左边会显示一个树形结构，我们称之为项目树（ProjectTree）。

它包含了一个VT文件所需的机床、控制系统、组件树、坐标系、刀具、NC程序等所有信息，并且在这个项目树上可以完成对机床模型、控制系统、刀具、坐标系的创建，可以完成NC程序的调用等一切操作，可以完成VERICUT的一些控制操作等等，项目树的存在大大地降低了VERICUT的操作难度。

多工序的仿真，可以在项目树上很好的管理每一道工序,这样VERICUT的使用也会比较的人性化。

在项目树的下方是对应的项目的有关的所有的操作的对话框，有了这种树形结构与对话框的结合，使VERICUT使用起来也更便捷。

图1所示即为项目树和项目树下方的对话框。

图1

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问题8：

什么是组件树，怎样打开和关闭组件树

图2

在VERICUT里，如果需要进行机床模拟仿真，需要按照真实的机床建立出机床模型，并定义好运动轴和各组件之间的相互关系，在VERICUT里用来定义各组件相互关系的树形结构就是组件树。

图2所示即为一个简单的组件树，组件树所包含的只是机床结构，它是项目树的一个分支，图2中的“Machine”的所有子级为一个组件树，从该组件树我们就可以看出该机床为一台简单的3轴机床，只有X、Y、Z三个运动轴，组件树可以打开或关闭，当关闭组件树的时候，机床的各个运动轴就不会显示。

图3中所示按钮即为打开或关闭组件树的按钮，当该按钮按下时，组件树就打开，当该按钮弹起，组件树则关闭，有了组件树，我们在建立机床的时候就更加方便、更加快捷。

图3

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问题9：

什么是机床的运动副

图4

机床运动副简单一点理解就是指机床的运动轴，但又不单单是机床的轴，它是由一系列的零件或者部件按照一定的装配关系构成，这其中既有运动轴，也有该运动轴上的附加的非运动部件。

普通的三轴立式加工中心有X、Y、Z三个轴，因此，三轴立式加工中心就有三个运动副。

对于一台机床，各运动副之间的关系并不是相互独立的，而是有一定的联系，我们可以简单的理解成有一定的“依附”关系，对于一般三轴立式加工中心而言，X运动副是“依附”在Y运动副上，当Y运动副运动的时候，X运动副会跟随一起运动，Y运动副“依附”在机床主体上，而Z运动副“依附”在立柱上，Z运动副相对于X、Y运动副是独立的。

在建立机床模型的时候就要严格地按照该“依附”关系，以下就以一个简单的例子来介绍怎样理解机床的运动副，并介绍一下怎样在VT中定义机床的运动副，图4所示是一个三轴立式加工中心的简单的模型。

按照前面所述，从图4中我们可以看出，该机床立柱上“依附”着Z轴，Z轴上“依附”着机床主轴，机床的底座上“依附”着Y轴，Y轴上“依附”着X轴，各轴的“依附”关系很明显，各运动轴的相互关系可以简单地用图4来表示，并且我们还可以得出一个结论：

Z轴是一个独立的运动轴，而Y轴的运动就会带动X轴运动，X

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轴的运动仅仅带动工作台运动，我们在VERICUT里定义该机床的各运动副的时候也要严格按照图4所表示的关系。

图1所示的组件树是图3所示的三轴立式加工中心的组件树，从图1所示的组件树上可以很明显的看出，机床“Machine”的下一级组件是“Base”，就是我们前面所说的立柱和底座，“Base”的下一级组件包含Z轴和Y轴，二者为并列关系，Z轴的下一级组件包含机床主轴“Spindle”，Y轴的下一级组件包含X轴，X轴的下一级组件包含工作台“Attach”，工作台的下一级组件包含夹具“Fixture”，然后就是毛坯“Stock”、零件“Design”，各组件之间的逻辑关系很明确，并且与图5所示的关系一一对应，所以我们在定义机床副之前一定要按照图5所示找出机床各个运动副之间的相互关系，这样才能正确的定义机床运动副。

以后大家在定义机床的时候也可以参照这种方法，先用图5所示的关系图画出机床各个组件之间的关系，再根据组件的关系图来确定各组件的所属关系，这样就可以正确建立机床模型，特别是在建立运动轴比较多、各轴关系比较复杂的机床的时候，这种方法很有用。

图5

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问题10：

什么是模型坐标系和组件坐标系

从字面上来理解，模型坐标系是一个模型的坐标系，在VERICUT里，组件坐标系是用XYZm来表示的。

它是在建模时用到的坐标系，该坐标系只与模型有关系，并且始终与模型位置保持不变，建模时模型与坐标系的位置是怎样的，那二者的相对位置始终都不变。

而在VERICUT里，一个模型就是一个单独的实体模型，可以是一个STL文件，可是VERICUT自带的建模功能所能创建的方块“Block”、圆锥“Cone”、圆柱“Cylinder”，或者由旋转“CreateRevolve”、扫掠“CreateSweep”所创建的一个实体。

组件坐标系就是一个组件的坐标系，在VERICUT里，组件坐标系是用XYZc来表示的。

在讲解组件坐标系之前要弄清楚VETICUT的组件的概念，在每个VERICUT的机床里，组件主要就是指各个运动副，但是每台机床默认都有一个机床主体“Base”组件，它是机床里最大的一个组件，然后用户可以通过添加的方式添加其它的运动副组件，可选的有：

X、Y、Z、A、B、C、U、V、W、A2、B2、C2、A刀塔、B刀塔、C刀塔、主轴等，“Base”有一个组件坐标系，每一个运动副都有一个组件坐标系，“Base”上组件坐标系与每个运动副上的组件坐标系是“父”与“子”的关系。

由于组件有多个模型构成，所以在一个组件坐标系下可以有多个模型坐标系。

为了便于理解，我们将之分为两种情况：

1.只有“一个”组件坐标系，当然这里说只有一个组件坐标系，其实并不是真的指只有一个组件坐标系，而是所有的组件坐标系都是重合，给人视觉上的感觉就是只有一个组件坐标系。

这种情况一般用于只有线性移动副的机床，我们需要按照机床的实际位置调整每一个模型在其父级组件的位置，使其与实际的机床相同，因为所有的组件坐标系都重合，所以所有模型的位置我们都可以看成是在一个组件坐标系的位置，这样调整起来就比较简单、比较直观，用户也比较容易理解，可以大大提高机床建模速度，但是这种情况有个缺点，不能用于建立带旋转副的机床，因为在VERICUT里，规定了旋转副是绕其组件坐标系的轴旋转的，如果我们只是移动模型到与机床对应的位置上，组件坐标系不变的话，则旋转副的旋转运动会发生错误。

2.有多个组件坐标系，因为组件坐标系不重合，所以看起来就会有多个组件坐

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标系，前面已经提到，这种情况多用于有旋转副的机床，因为旋转副绕其组件坐标的轴旋转，所以其组件坐标系必须位于模型的旋转中心上，并且要有一个轴与旋转轴线重合，而模型又必须位于与机床相同的位置上，所以组件坐标系就会不重合了。

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问题11：

如何建立VERICUT的机床模型

VERICUT所能使用模型文件为“STL”格式的文件，不过在VT7.0版本可以使用“Prt”格式的文件了。

建立机床模型有三种方法，下面逐一介绍。

第一种是用VERICUT自带的建模功能建立机床模型，VERICUT自带的建模功能即为前面所述的方块“Block”、圆锥“Cone”、圆柱“Cylinder”，或者由旋转“CreateRevolve”、扫掠“CreateSweep”，具体的方法是先用这些功能创建一些简单的实体模型，然后再用VERICUT的装配功能将这些实体按照机床实际位置装配起来构建一台机床模型。

VERICUT的建模和装配功能都比较简单，也不是很灵活，所以用这种方法建模比较慢，并且比较复杂，因为创建的每一个实体模型的初始位置都在同一个位置，用户要根据实际机床的尺寸大小和位置关系将众多的实体模型通过移动、旋转的方式调整到与机床对应的位置上，在调整位置的过程中需要计算移动的位置或者旋转的角度，容易出错，这样就大大降低了建模的速度。

第二种方法就是导入模型的方法，先借助其它的软件把机床模型建立装配好，然后再转换一下格式，导入到VERICUT里。

具体方法上是首先在UG或CATIA的建模模块按照1:

1的比例建立好需要的机床零件，在建模的时候每一个模型都会有一个建模坐标系，这个建模坐标系是不会继承到VERICUT的机床模型里；其次在UG或CATIA的装配模块里按照机床的实际位置将各个零件模型装配到一起；然后将零件模型导出为“STL”格式的文件；最后将“STL”格式的文件导入到VERICUT的组件中，各模型的位置会继承UG或CATIA里装配的位置，并且模型坐标系也之继承力装配坐标系。

用这种建模方法建模速度比较快，不仅可以建立各种复杂的机床，还可以建立其它的模型，比如汽车、飞机甚至是人体。

第三种方法就是前面两种建模方法结合起来建模的方法。

这种方法在之际使用中是最多的，因为一般情况是先建立好机床模型，然后根据不同的加工零件，在建立零件、毛坯、夹具等等。

比较这三种方法，它们各有优缺点。

就建模速度来说，第二种最快，第三种次之，第一种最慢；就仿真速度来说，正好相反。

用户要根据自己的实际情况和需要选用不同的建模方法。

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问题12：

VERICUT的宏是什么

VERICUT所说的宏要与平时所说的CNC宏程序区别开，CNC宏程序简单一点解释，就是一种编制CNC程序的方法，它针对某一类零件，某个特定的CNC控制系统，通过代数计算或逻辑比较来加工一类零件，并且只有了解了某CNC控制系统的语法构成、语法结构以后，才能编制该CNC控制系统的宏程序。

在《FANUC数控系统用户宏程序与编程技巧》一书中（由〔美〕彼得.斯密德著，罗学科、赵玉侠、刘瑛等译），是这样给宏程序下的定义：

“简言之，宏编程是一种零件编程方法。

该方法是在标准CNC编程方式的基础上附加控制特征，以使其功能更强大、更具灵活性。

针对所有CNC系统的宏程序是最接近于真实编程语言的一种编程方法，它直接使用CNC系统。

通