双主轴车削加工中心虚拟仿真如何运用_CNC加工中心

前言：

双主轴车削加工中心是在车削机床基础上添加了动力铣、钻、镗以及副主轴等功能而形成的先进加工机床该机床使得需要多个加工工序的工件在车削加工中心上一次完成，不仅减少了因多次装夹而导致的加工误差，还提高了加工效率，对机械产品的高质量、高效率加工产生巨大影响，促进了制造业的快速发展。然而由于双主轴车削加工中心不仅结构复杂，且存在铣、车等不同模式，实际应用中存在数控程序编写困难、正确性检测困难的问题，这些问题制约着车削中心的高效应用，给企业快速生产带来障碍。通过应用虚拟仿真技术，能够快速、准确的实现 NC 程序的正确性检测，同时完成工件的仿真加工，直观的观察工件加工过程，预知加工中可能出现的干涉、碰撞的危险情况，降低机床使用中的风险[1]。本文以TNR-200YS 双主轴车削中心为研究对象，基于 VERICU仿真平台，构建该机床的虚拟仿真系统，介绍了在VERICUT 中建立双主轴车削加工中心虚拟仿真系统的一般方法及技术难点，并对一回转体零件进行仿真加工，证实该虚拟仿真系统的正确性及可靠性。

1 双主轴车削中心虚拟仿真加工原理

虚拟仿真加工系统是实际机床在不消耗能源和资源情况下在计算机中的完全映射。它由机床硬件结构和控制系统两部分组成。根据机床的结构及尺寸，在 VERICU中建立虚拟机床模型，使其具有与实际机床相同的加工功能，满足虚拟情况下加工的需要。其仿真原理及构建过程如图 1 所示。

2 构建虚拟仿真系统

2.1 机床参数测量

虚拟机床模型和实际机床模型的一致性是虚拟加工仿真结果可靠性的重要保证[2]。双主轴车削中心要在不停机状态下完成换装，对机床各部件的空间位置精确度提出了更高的要求，获取准确的机床参数便成为研究的关键之一。机床的尺寸主要通过实际测量以及查询技术手册来获取，在实际测量时，主要通过激光测量仪、卷尺、板尺等工具来对机床各运动部件进行测量。建立虚拟模型所需主要尺寸有： ①、机床主轴、副主轴、工作台、刀塔等组件的外形尺寸；②、机床在初始状态下（即 X0Y0Z0C0时），各移动、旋转组件的定位尺寸及相互间的内部空间尺寸； ③、机床其它部件的装配尺寸； ④、机床外形轮廓尺寸。

2.2 构建虚拟机床硬件结构

要正确建立机床的虚拟模型首先需要明确机床的运动关系即机床的运动链。TNR-200YS 具有两条运动链：基座—— —工件；基座—— —刀具，如图 2。对运动链上的各部件进行三维建模，并按照运动关系将其组合起来，即完成机床的硬件结构。由于该机床结构较复杂，在 VERICUT 中对其建模存在一定的困难，因此选择在 UG 中完成各部件模型的建立，然后将部件模型保存为 STL 文件导入VERICUT 中。

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结束语：

文中对 VERICUT 中建立双主轴车削加工中心虚拟仿真系统的一般方法进行了总结，并以 TNR-200YS 双主轴车削中心为原型，对其建模中的一些关键点及难点进行概述，完成了该机床的虚拟仿真系统的建立，并对一回转体工件进行了仿真加工。结果表明：该仿真系统能够正确的实现双主轴车削加工中心的所有加工功能，正、副主轴上的加工与实际要求相符。通过仿真加工检测了加工中可能出现的干涉、碰撞等危险情况，预知加工过程，提高了实际机床应用中的安全性及效率。为双主轴车削加工中心的虚拟建模及仿真提供了参考。

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双主轴车削加工中心虚拟仿真如何运用

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