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雙主軸車削加工中心虛擬仿真如何運用

伯特利數控 加工中心 鉆攻中心

前言：

雙主軸車削加工中心是在車削機床基礎上添加了動力銑、鉆、鏜以及副主軸等功能而形成的先進加工機床該機床使得需要多個加工工序的工件在車削加工中心上一次完成，不僅減少了因多次裝夾而導致的加工誤差，還提高了加工效率，對機械產品的高質量、高效率加工產生巨大影響，促進了制造業的快速發展。然而由于雙主軸車削加工中心不僅結構復雜，且存在銑、車等不同模式，實際應用中存在數控程序編寫困難、正確性檢測困難的問題，這些問題制約著車削中心的高效應用，給企業快速生產帶來障礙。通過應用虛擬仿真技術，能夠快速、準確的實現 NC 程序的正確性檢測，同時完成工件的仿真加工，直觀的觀察工件加工過程，預知加工中可能出現的干涉、碰撞的危險情況，降低機床使用中的風險[1]。本文以TNR-200YS 雙主軸車削中心為研究對象，基于 VERICU仿真平臺，構建該機床的虛擬仿真系統，介紹了在VERICUT 中建立雙主軸車削加工中心虛擬仿真系統的一般方法及技術難點，并對一回轉體零件進行仿真加工，證實該虛擬仿真系統的正確性及可靠性。

1 雙主軸車削中心虛擬仿真加工原理

虛擬仿真加工系統是實際機床在不消耗能源和資源情況下在計算機中的完全映射。它由機床硬件結構和控制系統兩部分組成。根據機床的結構及尺寸，在 VERICU中建立虛擬機床模型，使其具有與實際機床相同的加工功能，滿足虛擬情況下加工的需要。其仿真原理及構建過程如圖 1 所示。

2 構建虛擬仿真系統

2.1 機床參數測量

虛擬機床模型和實際機床模型的一致性是虛擬加工仿真結果可靠性的重要保證[2]。雙主軸車削中心要在不停機狀態下完成換裝，對機床各部件的空間位置精確度提出了更高的要求，獲取準確的機床參數便成為研究的關鍵之一。機床的尺寸主要通過實際測量以及查詢技術手冊來獲取，在實際測量時，主要通過激光測量儀、卷尺、板尺等工具來對機床各運動部件進行測量。建立虛擬模型所需主要尺寸有： ①、機床主軸、副主軸、工作臺、刀塔等組件的外形尺寸；②、機床在初始狀態下（即 X0Y0Z0C0時），各移動、旋轉組件的定位尺寸及相互間的內部空間尺寸； ③、機床其它部件的裝配尺寸； ④、機床外形輪廓尺寸。

2.2 構建虛擬機床硬件結構

要正確建立機床的虛擬模型首先需要明確機床的運動關系即機床的運動鏈。TNR-200YS 具有兩條運動鏈：基座—— —工件；基座—— —刀具，如圖 2。對運動鏈上的各部件進行三維建模，并按照運動關系將其組合起來，即完成機床的硬件結構。由于該機床結構較復雜，在 VERICUT 中對其建模存在一定的困難，因此選擇在 UG 中完成各部件模型的建立，然后將部件模型保存為 STL 文件導入VERICUT 中。

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結束語：

文中對 VERICUT 中建立雙主軸車削加工中心虛擬仿真系統的一般方法進行了總結，并以 TNR-200YS 雙主軸車削中心為原型，對其建模中的一些關鍵點及難點進行概述，完成了該機床的虛擬仿真系統的建立，并對一回轉體工件進行了仿真加工。結果表明：該仿真系統能夠正確的實現雙主軸車削加工中心的所有加工功能，正、副主軸上的加工與實際要求相符。通過仿真加工檢測了加工中可能出現的干涉、碰撞等危險情況，預知加工過程，提高了實際機床應用中的安全性及效率。為雙主軸車削加工中心的虛擬建模及仿真提供了參考。

伯特利數控是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省東莞市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！

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