日本激情一区二区三区,成人在线观看免费高清,91精品国产一区二区三区

您現(xiàn)在的位置：車床網(wǎng)> 技術(shù)前沿> 基于 VERICUT 的 CKA6150 數(shù)控車床仿真研究

基于 VERICUT 的 CKA6150 數(shù)控車床仿真研究

2017-12-12 來源：天津機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)學(xué)研中心作者：趙華，李衛(wèi)兵

摘要：針對(duì)在企業(yè)生產(chǎn)和教育培訓(xùn)領(lǐng)域廣泛使用的 CKA6150 數(shù)控車床，在 VERICUT 中構(gòu)建仿真模型，對(duì)仿真機(jī)床構(gòu)建的一般方法和步驟進(jìn)行探討，給出了構(gòu)建過程中的注意事項(xiàng)和一些實(shí)用技巧。以數(shù)控車床防護(hù)門及四工位回轉(zhuǎn)刀架的控制為例，重點(diǎn)研究了通過宏命令子程序及特殊控制指令定制來控制機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)的方法。通過一個(gè)仿真實(shí)例的運(yùn)行，驗(yàn)證了所構(gòu)建仿真機(jī)床的正確性，為宏程序及其它復(fù)雜車削工件加工程序校驗(yàn)及教學(xué)培訓(xùn)提供可靠的 CKA6150 仿真。

關(guān)鍵詞：；CKA6150 數(shù)控車床；宏命令；仿真

VERICUT 是一款專業(yè)的數(shù)控加工仿真軟件，可以對(duì)各種數(shù)控加工設(shè)備的加工過程進(jìn)行仿真，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和培訓(xùn)領(lǐng)域[1]。VERICUT為用戶提供了豐富的機(jī)床及系統(tǒng)樣本庫(kù)，但尚不完善，數(shù)控車床案例缺乏，樣本機(jī)床形式單一，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的控制[2]。因此，本文針對(duì)數(shù)控臥式車床 CKA6150 進(jìn)行仿真研究，對(duì)構(gòu)建仿真加工環(huán)境的一般方法和步驟進(jìn)行探討，對(duì)通過宏命令子程序及自定義高級(jí)指令來進(jìn)行機(jī)床附件控制的方法進(jìn)行重點(diǎn)研究。

1 、機(jī)床構(gòu)建

CKA6150 數(shù)控車床是大連機(jī)床廠生產(chǎn)的一款縱（Z）、橫（X）兩坐標(biāo)控制的數(shù)控臥式車床，配有華中世紀(jì)星的數(shù)控系統(tǒng) HNC-21T。CKA6150 數(shù)控車床采用的是平床身結(jié)構(gòu)，配有氣動(dòng)卡盤和四工位回轉(zhuǎn)刀架，結(jié)構(gòu)及主要組成部件如圖 1 所示。

圖 1 CKA6150 數(shù)控車床結(jié)構(gòu)及主要部件

分析 CKA6150 數(shù)控車床各部件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，組合關(guān)系和相對(duì)位置關(guān)系，根據(jù)說明書中的幾何參數(shù)，在 Solid Works 軟件中建立簡(jiǎn)化的機(jī)床 3D 模型如圖 2 所示。在建立裝配體時(shí)一定要注意繪圖區(qū)左下角的坐標(biāo)系要和數(shù)控車床坐標(biāo)系一致（笛卡爾直角坐標(biāo)系），以便輸出的 STL 模型在導(dǎo)入 VERICUT 后能夠配置出正確的運(yùn)動(dòng)方向。

在 Solid Works 軟件中把整個(gè) 3D 模型裝配體另存為 STL 格式導(dǎo)入 VERICUT，進(jìn)行機(jī)床各部件的功能配置。VERICUT 軟件提供了不同類型的 Component（組件），如 Base（床身）、Spindle（主軸）、X Linear（X 軸）、Z Linear（Z 軸）、Turret（刀架）、Stock（毛坯）等。通過建立不同類型的 Component（組件）并添加 3D 模型到某一類型的 Component（組件），對(duì)導(dǎo)入 VERICUT 的每一個(gè) 3D 模型進(jìn)行功能配置。各個(gè) Component（組件）之間可以設(shè)置從屬或者并列的關(guān)系，根據(jù)數(shù)控車床各部件之間的實(shí)際運(yùn)動(dòng)層次關(guān)系建立 Project Tree（項(xiàng)目樹），即機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)拓?fù)潢P(guān)系。CKA6150 數(shù)控車床 Project Tree（項(xiàng)目樹）及各部件名稱及Component（組件）類型如圖 3 所示。

圖 2 CKA6150 數(shù)控車床 3D 模型

圖 3 CKA6150 數(shù)控車床 Project Tree 簡(jiǎn)圖

VERICUT 機(jī)床構(gòu)建過程中，一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是坐標(biāo)系的建立及各部件坐標(biāo)位置的調(diào)整。VERICUT 中可以建立多個(gè)坐標(biāo)系，并設(shè)置其中之一作為當(dāng)前坐標(biāo)，同時(shí) VERICUT 還具有多個(gè)性質(zhì)的坐標(biāo)系，如 ZModel、ZComponent、ZMachine 等。每一個(gè) Component（組件）都有一個(gè)組件坐標(biāo)系 ZComponent，它決定著該Component（組件）的運(yùn)動(dòng)方向。組件坐標(biāo)系隨著 Component（組件）位置的改變而改變。

Component（組件）的位置及其 Component（組件）下屬的 3D 模型位置決定著屏幕上 3D 模型的實(shí)際位置，正確理解這一點(diǎn)，對(duì)正確構(gòu)建仿真模型極其重要。對(duì)于四工位回轉(zhuǎn)刀架 Turret可以借助 Configure Component＞Turret Aid 進(jìn)行設(shè)置。但是由于 VERICUT 默認(rèn)的回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)軸與 Z 軸平行，這時(shí)就需要沿 Turret 的組件坐標(biāo)系的 X 軸旋轉(zhuǎn) 90°，可以通過 Configure Component＞Rotate＞Angles，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為（90 0 0），同時(shí)把 Turret 下屬的所有 3D 模型沿相反方向旋轉(zhuǎn) 90°，即設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為（-90 0 0），才能得到正確的回轉(zhuǎn)刀架運(yùn)動(dòng)。對(duì)于三爪卡盤，只設(shè)置 U Linear（U 軸）一種 Component（組件），然后通過對(duì)相應(yīng)組件坐標(biāo)系的設(shè)置來調(diào)整卡爪的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向，這樣可以簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的定義。具體操作方法為，復(fù)制 JAW1兩次，分別重命名為 JAW2 和 JAW3，通過Configure Component ＞ Rotate ＞ Angles 設(shè) 置JAW2 的旋轉(zhuǎn)角度為（0 0 120），JAW3 的旋轉(zhuǎn)角度為（0 0 -120）。

2 、系統(tǒng)配置

CKA6150 數(shù)控車床配置了華中世紀(jì)星的數(shù)控系統(tǒng) HNC-21T。由于該系統(tǒng)與 FUNAC 系統(tǒng)非常相似，因此可以直接調(diào)用 FUNAC 0T 作為模板進(jìn)行配置，下面以機(jī)床防護(hù)門及三爪卡盤的控制為例，探討系統(tǒng)高級(jí)控制功能的配置。由于機(jī)床防護(hù)門 DOOR1 和 DOOR2 都采用了 Z Linear（Z 軸）作為 Component（組件）類型，為了加以區(qū)分，通過 Configure Component＞Component＞Sub System 進(jìn)行 Sub System 的ID 設(shè)置，分別設(shè)置為 DOOR1 和 DOOR2。本文采用在 NC Subroutines 添加子程序，在數(shù)控程序調(diào)用子程序的方式實(shí)現(xiàn)控制，例如關(guān)門子程序及注釋如下所示。

對(duì)于三爪卡盤，由于已經(jīng)通過對(duì)相應(yīng)組件坐標(biāo)系的設(shè)置，使每一個(gè)卡爪的運(yùn)動(dòng)方向 U 和整個(gè)機(jī)床的 X 方向平行，因此可以通過統(tǒng)一的指令設(shè)置來實(shí)現(xiàn)三個(gè)卡爪的同時(shí)向心運(yùn)動(dòng)。任何數(shù)控編碼（指令、變量及字符）都必須首先進(jìn)行字格式的預(yù)定義，才能被虛擬數(shù)控系統(tǒng)識(shí)別和解釋[3]。通過 Configuration＞W(wǎng)ord Format＞Add 對(duì)卡盤控制所需的字格式進(jìn)行定義，如圖 4所示。

圖 4 字格式的定義

字格式定義之后，通過 Configuration＞G-Code Processing＞Add 對(duì)這些字的功能進(jìn)行配置。由于三爪卡盤的初始狀態(tài)是張開的極限位置，因此卡爪松開控制時(shí)，卡爪相對(duì)初始位置無(wú)需移動(dòng)，通過字 OPEN 調(diào)用 VERICUT 的宏命令 UAxis Machine Motion（U 軸移動(dòng)）使卡爪沿各自組件坐標(biāo)系的 X 軸移動(dòng)距離為 0；卡爪夾緊控制時(shí)，通過字 CLOSE 調(diào)用宏命令UAxis Machine Motion 使卡爪沿各自組件坐標(biāo)系的 X軸移動(dòng)，調(diào)用宏命令 Component Name（接觸到的零件名稱）及 Touch（保持運(yùn)動(dòng)直到接觸到某工件）使爪接觸到 Stock（工件）后停止運(yùn)動(dòng)。具體定義如圖 5 所示，指令 OPEN CHUCK 使卡爪松開，指令 CLOSE CHUCK 使卡爪夾緊工件。

圖 5 卡爪控制指令配置

圖 6 仿真實(shí)例驗(yàn)證結(jié)果

3 、結(jié)語(yǔ)

基于 VERICUT 虛擬加工仿真軟件，本文構(gòu)建了 CKA6150 數(shù)控車床，介紹了仿真機(jī)床構(gòu)建的一般方法和步驟，探討了構(gòu)建過程中一些實(shí)用技巧，重點(diǎn)研究了子程序及特殊控制指令的定制方法，給出了數(shù)控車床防護(hù)門和四工位回轉(zhuǎn)刀架的控制指令的配置方法。在該仿真機(jī)床上對(duì)一個(gè)外輪廓車削的教學(xué)實(shí)例進(jìn)行仿真加工，程序運(yùn)行前后如圖 6 所示，驗(yàn)證了本文所構(gòu)建的仿真機(jī)床的正確性。

投稿箱：
如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進(jìn)行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關(guān)信息

名企推薦

業(yè)界視點(diǎn)

| 更多

行業(yè)數(shù)據(jù)

| 更多

博文選萃

| 更多

数控机床市场网-专业的数控机床网站

數(shù)控機(jī)床