数控仿真

数控加工计算机仿真技术

计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生“一人一机”的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥显著作用。

简介

数控仿真加工是以计算机为平台在数控仿真加工软件的支持下进行的。当前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、上海宇龙等数控加工仿真软件。这些软件一般都具有数控加工过程的三维显示和模拟真实机床的仿真操作。下面我们以VNUC数控仿真软件为例，分析数控仿真加工操作方法。

操作环境

打开VNUC数控仿真系统，选择机床则进入主界面。显示屏上方为菜单栏，下方分为左右两部分，左侧为三维仿真视图区，右侧为机床数控系统面板。功能简介如下：

1.菜单

菜单栏有七个主菜单：“文件、显示、工艺流程、工具、选项、教学管理、帮助”。点击主菜单，则出现子菜单，其操作使用方法类似一般计算机软件。

2. 视图操作

三维仿真视图区内真实再现了数控加工的动态过程，利用其右下角的操作键可以对三维视图扩大和缩小、局部扩大、旋转和移动等，以便从不同视角和比例显示机床、刀具、工件及加工区状况。

3. 仿真加工步骤：

数控仿真加工通常按以下步骤进行：

（1）针对加工对象进行工艺分析与设计。

（2）按机床数控系统规定格式与代码编制NC程序并存盘。

（3）打开仿真软件选择机床。

（4）机床开机回参考点。

（5）安装工件。

（6）安装刀具。

（7）建立工件坐标系。

（8）编辑或上传NC语言。

（9）校验程序。

（10）自动加工。

其中，前两项应在上机操作前充分准备，以下仅分析（3）～（10）上机操作的方法与步骤。

操作实例

FANUC 数控车床的仿真操作步骤：

1.打开仿真软件选择机床

打开VNUC数控仿真软件，进入VNUC主界面后，点选菜单栏 “选项/选择机床和系统”，进入选择机床对话框，选择“卧式车床/FANUCOiMate-TC”系统，则出现控制操作面板，它与真实机床操作面板几乎一模一样。

2.开机回参考点

点按“系统电源”，点按并弹起急停按钮，则系统开机上电。

点按“回零”按钮，再按 (+Z)和 (+X)按钮，各轴原点指示灯变亮,即回参考点。

3.安装工件

首先在菜单栏中选择“工艺流程/毛坯”，出现对话框，在该对话框中选择“新毛坯”，出现对毛坯与夹具设置话框，按照对话框提示设置毛坯参数，选择夹具后确定，出现毛坯列表对话框；在毛坯列表中选择某毛坯并点选“安装此毛坯/确定”,出现调整毛坯位置对话框, 调整好毛坯在夹具中的位置后关闭即可。此时观察视图区可以见到工件毛坯被安装到夹具上。

4.安装刀具

在菜单栏中选择“工艺流程/车刀刀库”，出现所示刀具设置对话框，在此为所用各刀具选择刀具类型，设置刀具参数后确定。此时观察视图区可以见到各刀具“对号入座”，被安装到车床刀架上。

5.建立工件坐标系

假设工件坐标系原点建在工件右端面中心。

打开主轴正转，选工作方式为手动，分别移动X轴Z轴，平端面、车外圆用试切法对刀。

切削端面后，刀具沿X方向退离工件后，点按偏置/设置键，再点软键“坐标系”，调出工件坐标系设定界面，将光标移到G54的“Z”之后，在命令行输入“0”，再点选软键“测量”，系统即可自动计算并显示出G54坐标系Z零点的机床坐标值。

试切一段外圆，刀具沿Z方向退离工件后，在菜单栏选择“工具/选项/测量”，测量出毛坯的试切直径值。点选键，在所示界面中，将光标移到G54的“X”之后，在命令行输入X的测量值，点软键“测量”，系统即可自动计算并显示出G54坐标系的X零点的机床坐标值。

此时G54工件坐标系建立完毕，在程序中用G54调用该坐标系即可。

6. 设置刀具偏置值

打开主轴正转，工作方式选择手动，分别移动X轴Z轴，平端面、车外圆对刀设置偏置值。以下是1号刀具的对刀过程：

点选键在出现的参数设置界面中，点选软键“补正”出现刀具偏置值设置或称补正界面；将光标移到“G 01”行X列，在命令行输入所测直径值，点软键“测量”，系统即可自动计算并显示出X方向刀具的补偿值，即完成了X方向刀具偏置值的设定。

切削端面后，刀具沿X方向退离工件后，在界面将光标移到“G 01”行Z列，在命令行输入 “0”，点软键“测量”，即可完成了Z方向刀具偏置值的设定。

7.编辑或上传NC程序

编辑程序：进入编辑状态，再点选键，出现编辑程序界面，在该界面用MDI键将程序指令先输入缓冲区，然后点 (INSERT)键插入即可。程序段可以单独输入，也可以几个程序段一起输入，但是段与段之间要有“；”隔开（点“EOB”键）。如果在输入程序于缓冲区时发现错误，点按（CAN）可以消除光标前面的字符。在已经插入的程序中发现错误字符，点（DELETE）键可以删除；输入正确的程序字，再点（ALTER）可以替换错误的字符。

上传NC程序:点选键进入编辑状态，再点选键，然后在菜单栏选择“文件/加载NC代码文件”，出现浏览磁盘界面，寻找并双击找到的程序文件（此文件路径是个人设置的），该程序将自动出现在显示窗口中。

8.程序校验：点工作方式键为“自动” 、“机床锁住”，然后点按“循环启动”，则主轴旋转，进给运动锁住，坐标值动态显示。根据坐标值的变化情况检查刀具运动轨迹是否正确，据此修改程序。校验结束后解除“机床锁住”，确认程序无误可以进行下一步。

9.自动加工

编辑或上传NC程序，检查主轴转速和进给速度倍率旋钮无误后，点按“循环启动”按钮，机床开始自动加工。

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