VERICUT虚拟加工仿真过程研究
随着现代工业的发展，零件的复杂程度、精度要求越来越高，经过软件自动生成的刀具路径处理后，生成的NC程序也更加复杂。因此，如何保证NC程序的精确性,成为数控加工生产中的一个难点。虚拟制造技术正是在这种背景下近年来出现的一种新的先进制造技术；在实际加工过程前，能够对具体加工过程进行仿真、优化,并对虚拟结果进行分析，可预先发现和改进实际加工中出现的问题，以较优的加工工艺投入生产。虚拟制造技术由建模技术、仿真技术、控制技术及支撑技术组成。其中，建模与仿真是虚拟制造技术的基础与核心。虚拟制造依靠建模与仿真技术模拟制造、生产和装配过程。虚拟加工环境是进行制造过程仿真、预测加工问题的前提和基础。
本文将在虚拟制造软件VERICUT平台上，提出建立仿真机床的方法与过程，并结合具体实例，说明在VERICUT平台上进行虚拟机床建模的过程。
1 VERICUT主要功能
VERICUT是CGTech公司提供的一种专用于数控加工仿真的软件，具有较强的机床和NC程序的仿真功能。其主要功能模块如下：
1)Verification：三轴加工验证及分析。
2)OptiPath：对切削用量进行优化设计，以满足最小加工时间的目标函数及最大机床功率等约束条件的要求。
3)Model Export：从NC刀具路径创建CAD兼容模型。
4)Machine Simulation：提供虚拟机床及其工作环境建模功能；解读可识别的数控代码。
5)Mult-iAxis：四轴及五轴验证。
6)AUTO-DIFF：实时擦伤检查和模型分析，并与CAD设计模型相比较。
7)Machine Developerps Kit：定制VERICUT功能，用来解释复杂或不常用的数据。
8)AdvancedMachine Features：提高VERICUT仿真复杂机床功能的能力。
9)CAD/CAM Interfaces：可从Pro/E、UG、CA TIA等CAD/CAM系统内部无缝运行VERICUT。
10)VERICUT Utilities：模型修复工具和转换器(包括在验证模块中)。
2 虚拟机床的建模
虚拟机床是随着虚拟制造技术的发展而提出的一个新的研究领域，通过虚拟机床加工系统可以优化加工工艺、预报和检测加工质量,同时还可以优化切削参数、刀具路径,提高机床设备的利用率和生产效率。
在虚拟制造软件的研究领域中，建模的对象大多是局限于某一种或某一系列的机床，这种建模的方法不仅通用性差，工作量大，而且效率不高，影响仿真效果、制造周期和生产成本。针对不同类型机床的通用化建模方法是解决问题的必然出路，下面综合分析机床的结构特点，抽象出其功能模块，总结出通用性的建模方法。
机床结构分析与模块分解：常见的数控机床在结构上主要有床身、立柱、运动轴和工作台等部件，再配合刀具、夹具和一些辅助部件共同组成。其中床身起到支承和承载机床组件的作用；立柱在结构上起到了拉开加工刀具和工件的空间距离，实现运动轴的布局；工作台则用来摆放工件，通过夹具等辅助工具实现工件的定位与夹紧。根据结构的特点可将机床的组件划分为三种类型：通用模块、辅助模块、专用模块。其中，通用模块是指各类机床共有的零/部件，如床身、立柱、工作台等等；辅助模块是指刀具、夹具等机床工具；专用模块
是为特种机床的特殊零/部件所设立。在机床的建模过程中，应针对三种不同类型的模块，采取相应的建模策略，综合运用几何建模与运动学建模相结合的方法来实现。
3 运用VERICUT进行虚拟机床的建模流程
1)准备工作。明确机床CNC系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理、各运动轴的行程、机床坐标系统以及所用到的毛坯、刀具和夹具等。
2)机床构建。软件中提供了常见的几种机床模型，可供调用,但一般不能满足需求。此时用户需自己构建机床。
3)机床控制系统设置。软件本身提供了几十种控制系统，用户可以根据实际使用机床的后处理系统进行选择，非常方便灵活。如果控制系统不存在,还可以自己定制控制系统。
4)建立刀具库。
5)设置机床系统参数。
4 关键问题分析
在机床的建模过程中主要是实现其几何实体建模与运动学建模。对于实体模型主要完成机床的各个模块的几何模型及辅助模块。为实现模拟加工中的准确真实性，对于加工中有影响的尺寸务必与机床实际情况一致。至于其他的部分，可随意绘制，但最好相近，这样更形象逼真。
实体模型分为参数模型和模型文件两种类型:参数模型是通过参数建立的立方体、圆柱、圆锥等简单模型，这些形状提供最短的仿真时间和最优化的机床显示和消隐。模型文件是通过其他CAD系统建立的(如IGES，STL和HTML文件)，这里建议使用STL格式的文件可使模型更加清晰准确。对于组件较简单的，可以直接在VERICUT中组建，若形状复杂可调用CAD软件组建，然后输出CAD模型。在VERICUT中，从基体开始依次添加能够反映实际机床结构和运动学特性的组件，用机床坐标系定位整个机床，务必保证在组件各自的机床零点位置定义所有组件。
在模型转档的时候，可能引起其位置变化，这样在VERICUT中其所需要移动的坐标值，可以由CAD软件的测量功能来求得，所以要用旋转及移动的方式，得到所需要的状况。
5 应用实例
加工如图5.1所示零件。
图5.1加工零件
由于零件本身相对简单，所以采用Vericut软件自带的三轴铣削机床样本即可满足要求。1）打开→文件→样本→3_axis_mill_fanuc.vcproject。
2）设置毛坯尺寸114*114*30，使夹具夹紧毛坯。
3）设置毛坯上表面中心为编程原点。
4）设置刀具库。本次加工刀具有三把端铣刀：1号刀Φ30采用刀具半径补偿15、2号刀Φ20、3号刀Φ14。
5）添加程序代码。按照轮廓进行编程，G代码如下：
%
T1M6
G54G90S1000M03
G00X70Y-70
G43H01Z50
Z5
G42G01Z-10F200 D01
X55Y-60
Y55
X-55
Y-55
X55
Y0
G03I-55J0
G01Y39
Z-5
X-14
G03X-25.51Y32.98R46
G02X-39.31Y19.94R46
G03X-46Y8R14
G01X-46Y-8
G03X-39.31Y-19.34R14
G02X-25.51Y-32.98R46
G03X-14Y-39R14
G01X26Y-39
G03X40Y-25R14
G01Y25
G03X26Y39R14
G40G00Z50
M05
T2M6
S1000M03
G00X0Y0
G01Z-10
Z50
M05
T3M6
S1000M03
G00X-27.19Y12.68
G01Z-3
G03X-27.19Y-12.68R30
G00Z50
M30
%
以txt格式保存。
6）仿真结果如图5.2、图5.3。
图5.2
图5.3
6 结语
在实际加工过程前，虚拟制造技术能够对具体加工过程进行仿真、优化，并对虚拟结果进行分析，可预先发现和改进实际加工中出现的问题，以较优的加工工艺投入生产。在数控加工中，NC程序的编制相当复杂，虽然目前采用CAD/CAM技术由计算机辅助生成程序，但是必须确保程序的正确性和高效性。
在程序编制过程中，利用VERICUT对其进行验证、分析和优化，可有效地保证刀具路径精度零件质量和避免机床碰撞。
MTS软件铣削仿真 MTS软件铣削仿真分二步，第一步编辑工艺表格，主要包括五方面的内容：输入坯料参数、查询材料类型与型号、选择夹具、选择刀具和设置工件坐标系原点。第二步编写加工程序，有人机交互式编程和直接在工艺表格文件中编写程序二种方法。 1. 建立工艺表格 1）输入坯料参数 选安装方式→工件→新工件菜单，根据零件的外形与结构尺寸，输入坯料的长、宽、高为110、95、25(图1)。 图1 输入坯料尺寸 2）查询材料类型与型号 先后选择工件材料→祥细选择→显示工件材料菜单，分别打开材料类型和材料型号对话框，接着选取工件材料类型与型号，查询工件材料机械性能参数。 3）选择夹具 铣削夹具的类型有三种：虎钳、磁性吸盘和压板。通过更换夹具菜单，根据零件的外形与结构尺寸选择夹具类型，在夹具型号对话框中选用夹具型号（图2），选工件位置与夹具位置菜单之后，根据工件加工要求分别调整工件在夹具中的位置以及夹具在工作台中的位置。
图2选择夹具 4）选择刀具 选刀具基准→刀库装备→Equipment→选择刀具菜单，打开旋转刀塔对话框，然后分别选取对应刀具号的刀具类型与刀具型号。在旋转刀塔中可安装16把刀（图3），每把刀都有其指定的刀具代码，由于各把刀具的结构尺寸不同，刀具选定后必须对刀具进行补偿，按菜单中的Valid offsets 按钮，即对所选各把刀具完成了刀具补偿。 图3 铣床旋转刀塔 5）设置工件坐标系原点 按基准重合的原则设定工件坐标系，一般以刀具代码T01的刀具作为基准刀，通过基准刀的
对刀操作设定工件坐标系原点，对于对称工件，把位于工件的对称中心作为X轴和Y轴的原点；对于非对称工件，把位于工件左边与工件前面的交点作为X轴和Y轴的原点，Z轴的原点一般设在工件的上表面位置上。本例题以零件图的左、右中心线与前、后中心线的交点作为工件坐标系X轴与Y轴的原点。设定工件坐标系原点后，选设置基准菜单，基准记录会显示在G54程序段中，其中地址符X289.029、Y134.305、Z89分别表示工件坐标系原点在机床坐标系中的坐标值（图4）。 设置工件坐标系原点的具体方法，选刀具更换菜单，调用一号刀为基准刀，通过键盘按钮操作，置刀尖位置于工件坐标系的原点，然后分别置X、Y、Z坐标值为零，即设定了工件坐标系的原点。 键盘中方向鍵的功能： 向右方向键→，刀具向X轴正方向移动； 向左方向键←，刀具向X轴负方向移动； 向上方向键↑，刀具向Z轴正方向移动； 向下方向键↓，刀具向Z轴负方向移动； Page Up键，刀具向Y轴正方向移动； End键，刀具向Y轴负方向移动。 图4 设置工件坐标系原点 完成输入坯料参数、查询材料型号、选择夹具型号、选择刀具型号和设置工件坐标系原点后，返回编辑主菜单，建立工艺表格文件，储存工艺参数。 选安装表格→建立菜单，打开建立文件对话框（图5），输入文件名，按保存按钮，建成工艺表格文件，以后编写的加工程序也储存工艺表格文件之中。 选程序编辑→Select program菜单，打开程序选择对话框，输入工艺表格文件名，在打开的工艺表格文件中存储了已选用的数控系统、工件坯料尺寸、工件材料型号、夹具型号、刀具型号和设定的工件坐标系参数，接着在工艺表格文件中编写加工程序。
毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：李赢学号： 1015070124 专业：机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目：数控铣削加工过程仿真 指导教师：张学军 2014 年3月28 日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
二、国内外发展现状 虚拟加工过程仿真系统是虚拟制造的底层关键技术，包括几何仿真系统和物理仿真系统两大部分。几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，解决对加工过程直观的动态图形描述和精度检验。目前在几何仿真系统方面的研究出现了Pro/E、UG、MasterCAM等商业软件。 Pro/E是美国PTC公司开发的，采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，其工业设计方案可直接读取内部的零件和装配文件。提供刀具加工路径控制和工路径的创建，支持高速加工和多轴加工，并带有多种图形文件接口。UG／CAM是将数控虚拟加工仿真模块连接起来，从车削到复杂曲面的铣削，为用户提供了一个方便实用的仿真环境．在刀具移动过程中，用户既可基于图形编辑刀具路径，对其进行扩展、缩短或修改，同时还可定制出自己的菜单和对话框。MasterCAM是美国CNC公司产品，功能主要包括二维绘图、曲线、曲面加工、曲面设汁、点位加工、二轴到五轴铣削加工、数控车削、二轴到四轴的线切割、火焰切割和激光切割。其数控加工功能提供多种走刀方法，对加工路径的选择、干涉检查、加工时的进退刀方式、多曲面加工、粗精加工、刀具管理、毛坯材料管理、走刀模拟、测量等方面具有很强的功能。 在国内，几何仿真的研究成果典型的有CAXA是北京航空航天大学开发的CAD／CAM系列软件，功能与国外的CAD／CAM软件相似，是针对数控车床、数控线切割等机床开发的CAD／CAM软件，并且其三维CAD软件是目前国内CAD市场上性能价格比最高的三维零件设计软件．其他一些专门的数控虚拟加工仿真软件有：南京数控培训中心和上海天傲科技有限公司合作开发的TNS-Vvr2．0数控仿真系统；南京宇航自动化技术研究所开发的数控仿真软件；上海宇龙软件工程有限公司开发的数控仿真软件和由广州红地技术有限公司开发的V-CNC数控虚拟加工仿真教学软件等。这些仿真软件可以让用户交互式仿真数控机床的操作，具有与真实机床运动完全相同的二维或三维的加工仿真功能，可在计算机上对加工中的机床、刀具的切削运动以及工件余量去除过程获得真实感的动态显示，并进行过切与欠切检验以及机床、夹具与刀具的碰撞检验，在计算机上实现快捷有效的零件程序检验。其中，有些仿真软件还可进行简单的切削负荷和速度优化检验。 而物理仿真系统则是考虑整个工艺系统的动态特性对实际切削过程影响而建立
CDNLive! Paper – Signal Integrity (SI for Dual Data Rate (DDR Interface Prithi Ramakrishnan iDEN Subscriber Group Plantation, Fl Presented at Introduction The need for Signal Integrity (SI analysis for printed circuit board (PCB design has become essential to ensure first time success of high-speed, high-density digital designs. This paper will cover the usage of Cadence’s Allegro PCB SI tool for the design of a dual data rate (DDR memory interface in one of Motorola’s products. Specifically, this paper will describe the following key phases of the high-speed design process: Design set-up Pre-route SI analysis Constraint-driven routing Post-route SI analysis DDR interfaces, being source synchronous in nature, feature skew as the fundamental parameter to manage in order to meet setup and hold timing margins. A brief overview of source synchronous signaling and its challenges is also presented to provide context. Project Background This paper is based on the design of a DDR interface in an iDEN Subscriber Group phone that uses the mobile Linux Java platform. The phone is currently in the final stages of system and factory testing, and is due to be released in the market at the end of August 2007 for Nextel international customers. The phone has a dual-core custom processor with an application processor (ARM 11 and a baseband processor (StarCore running at 400MHz and 208MHz respectively. The processor has a NAND and DDR controller, both supporting 16-bit interfaces. The memory device used is a multi-chip package (MCP with stacked NAND (512Mb and DDR (512Mb parts. The NAND device is run at 22MHz and the DDR at 133MHz. The interface had to be supported over several memory vendors, and consequently had to account for the difference in timing margins, input capacitances, and buffer drive strengths between different dies and packages. As customer preference for smaller and thinner phones grows, the design and placement of critical components and modules has become more challenging. In addition to incorporating various sections such as Radio Frequency (RF, Power Management, DC, Audio, Digital ICs, and sub-circuits of these modules, design engineers must simultaneously satisfy the rigid placement requirements for components such as speakers, antennas, displays, and cameras. As such, there are
收稿日期:2006-07-08;修订日期:2006-10-18 作者简介:黄雄(1982-),男,湖南祁阳人,硕士研究生,主要研究方向:虚拟数控加工; 吴志超(1970-),男,湖北武汉人,副教授,博士 ,主要研究方向:CAD 、CA M 、CAPP 、虚拟数控加工; 叶升平(1957-),男,湖北武汉人,教授,主要研究方向:消失模铸造技术. 文章编号:1001-9081(2007)S1-0087-02 三轴数控铣削加工仿真系统的研究与实现 黄 雄,吴志超,叶升平 (华中科技大学模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074) (huangx iong0304@to m.co m ) 摘 要:针对采用传统方法来验证数控加工代码的不足,对数控铣削加工仿真进行了研究。重点论述了三轴数控铣削加工的刀具轨迹仿真技术,并提出了一种基于STL 模型的普通立铣刀和球头铣刀加工过程的干涉检测算法;并在此基础上利用VC++6.0与OpenGL 图形系统开发了三轴数控铣削加工仿真系统。试验结果表明该系统具有良好的实用性。 关键词:数控;铣削加工;仿真;干涉中图分类号:TP391.73 文献标识码:A 在数控加工之前验证加工代码的正确性,是数控加工过程中一个非常重要的环节。传统方法既费时又增加成本,而 通过计算机软件可在虚拟环境下进行零件的加工模拟,则具有传统方法无可比拟的优势。因此,开发数控加工仿真系统是很有意义和实用价值的。本文所开发的仿真系统主要包括数控加工的刀轨仿真和干涉检测两方面。刀轨仿真可以直观、快速地反映数控机床加工过程,而干涉检测可以防止刀具与工件之间发生干涉,这样可以在正式加工前发现加工代码中存在的错误并予以纠正,从而使在不需要真实加工环境下评价数控加工过程成为可能。 1 三轴数控铣削加工仿真系统的结构框架 O penGL 是目前比较完善的3D 图形标准,且独立于硬件平台。因此,本文采用VC++6.0与Open GL 作为开发工具来实现三轴数控铣削加工的仿真系统。根据三轴数控铣床加工的特点,该系统软件的主要功能模块包括数据预处理,仿真计算和仿真结果输出三部分。 2 三轴数控铣削加工仿真系统的主要功能模块 2.1 数据预处理 此模块主要用来实现NC 文件的数据读入。数控加工刀轨仿真的关键就是从NC 文件中读取三轴联动加工信息。这些加工信息主要包括G 功能代码和尺寸字。本文根据三轴联动的实际特性,只对以下三组常用代码作相应的处理:G 00~GO 2;G 17~G19;G 90,G 91。系统在读入NC 文件之后,需将NC 文件数据转化为仿真所需的坐标点,并存储到链表中[1]。链表结构如下: t yp edef str u ct pos iti on {double x ,y ,z ;struct pos i ti on *next ;}pos L ist ; pos List*h eader ,*rear ,*p ,*error_pos ; 根据坐标值前的G 代码不同作出相应的处理:若为直线加工指令(GO 1),直接将端点坐标值添加到链表当中;若为圆弧加工指令(GO 2,GO 3),则以进给量当(即插补步长)f 为步长,用直线插补来近似圆弧,并将所有直线段的端点坐标值添加到链表当中。 限于篇幅,本文仅对在X Y 平面内的顺时针方向的圆弧插补进行详细阐述。假设圆弧AB 对应的半经为r ,点O 为圆心, 插补步长为f =F r ,由于圆弧为顺时针方向,因而,设其起始 角为th 0,终止角为t h 1(如图1所示)。 图1 直线插补圆弧示意图 其中,起始点A,终止点B 的坐标分别为(x 0,y 0,z 0),(x 1,y 1,z 1)。通过th 0与f 可以依次计算出插补点C 的角度值t h 0c ,其坐标为(cx +r *cos (th 0c ),cy +r *sin (th 0c ))。当首次出现th 0c
实验一基本门电路设计——电路仿真 一、实验内容： 完成CMOS 反相器的电路设计完成CMOS 反相器的电路设计 实验目的 掌握基本门电路的设计方法掌握基本门电路的设计方法 熟悉Cadence 的设计数据管理结构，以及定制设计的原理图输入、电路仿真、版图设计、版图验证工具的使用 二、实验目的：基于csmc05工艺，完成一个具有逻辑反相功能的电路 设计要求：设计要求： 1.反相器的逻辑阈值在Vdd/2附近，即噪声容限最大 2.反相器的版图高度限制为24微米，电源和地线宽度各为2微米 3.反相器宽度限制为mos 器件不折栅 4.为了给顶层设计留出更多的布线资源，版图中只能使用金属1和多晶硅作为互连线，输入，输出和电源、地线等pin脚必须使用金属1 5.版图满足设计规则要求，并通过LVS 检查 三、设计过程： 启动icfb 1.建立自己的设计库 2.用Virtuoso Schematic Composer 画电路图 3. 在Analog Design Environment中进行电路仿真 4. 用Virtuoso （XL）Layout Editer 画版图 5. 利用diva 工具进行DRC检查，用dracula进行DRC和LVS验证。 四、实验步骤 1.Cadence软件操作步骤： （1）.点击桌面虚拟机快捷方式图标； （2）.打开虚拟机（存放路径：F:\cadence）； （3）.启动虚拟机
（4）.单击右键，Open Teminal,弹出终端对话框，输入Cadence启动命令icfb&(&是后台运行的意思)。 2.. 新建一个库 建立自己的Design Lib 第一步： CIW-> Tools-Library manager 第二步：File-New 弹出“New Library ”对话框，在“Name”项填写要建的design lib的名字，这里是“lesson1”，选择“Attach to an existing techfile” 第三步： 弹出”Attach Design Library to Technology File”对话框，在“Technology Library”中选择st02
Vericut 基础培训一构建三轴机床、仿真宏程序 Vericut 基础培训1 ——构建三轴机床，仿真宏程序 作者：LJG 使用Vericut仿真，必须包含毛坯、数控程序、刀具三个部分，但为了仿真的准确性和真实性，我们还需要机床、夹具用于仿真碰撞，设计模型用于比对仿真结果的正确性等。 这一章我们从基本的三轴机床构建讲起。 在Vericut里有两种方法构建机床，一种是通过Vericut自带的简单建模工具建立机床模型，另外一种是使用其它CAD软件先建立好机床模型，再将机床模型文件导出为Vericut可以接受的文件格式，再导入Vericut。用Vericut自带的建模工具建立机床模型比较麻烦，这里我们用第二中方法，利用NX将建好的机床模型文件导出为.STL 格式文件，并导入Vericut用以构建三轴机床。 一、从NX输出机床模型 从论坛https://www.doczj.com/doc/2d1708123.html,上下载机床模型文件，用NX6打开，如下图1所示。 图 1 一般像机床外壳，控制系统操作面板等实际仿真过程中不需要的部件可以不导出，不过在Vericut里导入不参与仿真的部件可以增加机床的真实感。这里我们不导出机床外壳，控制系统操作面板这两个部件，将这两个部件隐藏如图2所示。
图 2 将不用的部件隐藏后，我们可以看见如图3所示的主轴端面的坐标系。 图 3 在机床建模的时候，我们一般会按照机床的机械零点位置来建立各个机床运动部件的模型，而机床的Z轴的机械原点一般在主轴端面，如图3所示。但从这个机床模型可以看出X、Y轴的位置并不在机械原点，所以我们导出后还要在Vericut里进行调整。 下面先输入机床床身，即在仿真过程中不运动的部件。选择主菜单File > Export >STL…，弹出Rapid Prototyping对话框，这里可以设置输出模型的公差，公差的大小会影响STL文件的大小，不改变参数，单击OK，在弹出的对话框中输入要保存的文件名，输入Based_Y，双击鼠标中键(单击两次OK)，选择绿色的底座和导轨，如图4所示的高亮显示部件，选择完成后所有弹出的窗口，都选择OK。 图4
一种典型零件的数控铣削仿真加工 论文关键词:机床数控铣削三维仿真虚拟现实论文摘要:介绍了一种典型零件的数控铣削仿真加工，采用CAXA软件生成NC代码，利用CAXA软件的CAM功能进行数控仿真，然后加载到VNUC仿真软件的计算机模拟机床里，模拟真实机床运动，最后通过数据线将G代码传输到实际机床，形成“虚拟＋现实”的仿真模式。这种模式弥补了CAD／CAM软件数控仿真的种种不足，将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体，可使用户既掌握数控铣削加工的基本原理，又掌握数控系统操作的基本技能。 现代机械制造所需要的大量数控技术人才主要来自相关专业的大中专院校及培训机构。为满足实践性教学培训的需求，需要建立专门的机加工实训基地投人大量的数控设备及场地，其成本非常高昂；并且学生在操作初学阶段，非常容易发生刀具与工件、夹具、机床的干涉和碰撞现象，既造成了易耗品的浪费，又使实训教师劳动强度加大，造成人力的浪费。因此，某职业技术学院对数控初学阶段的学生首先安排在数控仿真室进行学习，然后再采用虚拟现实(Virtual Reality，vn)技术实行课堂、实习指导一体化化教学。VR 技术主要利用计算机对机械制造的作业环境、过程进行完全可视化模拟，评价各个焦点对象(机床、待加工件、刀具等)的运动；然后通过数据线 将G代码传输到实际机床，使传统的VR技术与现实场景结合起来，形成+现实”的模式。 “虚拟+现实”示意图。作者仅从计算机虚拟动画技术来模拟实际的铣削加工。 1 典型零件结构和CAXA软件数控仿真加工 1．1 典型零件结构 120mm，宽度为100mm，厚度为20mm，除了需要加工上面的成型面外，还要加工两个深孔，采用的毛坯材料为45钢。 1．2 零件的数控模拟仿真 数控机床通过零件程序对其加工过程进行控制零件程序的正确与否直接决定加工质量和效率的高低，而且不正确的加工程序还会导致生产事故。零件程序的检验方法有几种。方法之一是在正式加工前让机床空运行，空运行只能对机床运动是否正确即有无干涉碰撞作粗略的估计；而若用实物试切的方法，则可对加工过程是否正常及加工结果是否满足要求作出较准确的判断。但试切是一项费时且昂贵的工作，其效率很低而且需要增加生产成本，此外试切过程的安全性也得不到保障。在计算机上利用三维图形技术对数控加工过程进行模拟仿真，可以快速、安全和有效地对NC程序迅速进行修改，免除反复试切过程，降低材料消耗和生产成本，提高工作效率。因此，数控加工过程中的计算机仿真是NC程序高效、安全和有效的检验方法。 1．2．1 CAM软件生成刀具轨迹，输出NC程序代码
Introduction Consider the proverb, “It takes a village to raise a child.” Similarly, multiple design team members participate in assuring PCB power integrity (PI) as a design moves from the early concept phase to becoming a mature product. On the front end, there’s the electrical design engineer who is responsible for the schematic. On the back end, the layout designer handles physical implemen-tation. Typically, a PI analysis expert is responsible for overall PCB PI and steps in early on to guide the contributions of others. How quickly a team can assure PCB PI relates to the effectiveness of that team. In this paper, we will take a look at currently popular analysis approaches to PCB PI. We will also introduce a team-based approach to PCB PI that yields advantages in resource utilization and analysis results. Common Power Integrity Analysis Methods There are two distinct facets of PCB PI – DC and AC. DC PI guarantees that adequate DC voltage is delivered to all active devices mounted on a PCB (often using IR drop analysis). This helps to assure that constraints are met for current density in planar metals and total current of vias and also that temperature constraints are met for metals and substrate materials. AC PI concerns the delivery of AC current to mounted devices to support their switching activity while meeting constraints for transient noise voltage levels within the power delivery network (PDN). The PDN noise margin (variation from nominal voltage) is a sum of both DC IR drop and AC noise. DC PI is governed by resistance of the metals and the current pulled from the PDN by each mounted device. Engineers have, for many years, applied resistive network models for approximate DC PI analysis. Now that computer speeds are faster and larger addressable memory is available, the industry is seeing much more application of layout-driven detailed numerical analysis techniques for DC PI. Approximation occurs less, accuracy is higher, and automation of How a Team-Based Approach to PCB Power Integrity Analysis Yields Better Results By Brad Brim, Sr. Staff Product Engineer, Cadence Design Systems Assuring power integrity of a PCB requires the contributions of multiple design team members. Traditionally, such an effort has involved a time-consuming process for a back-end-focused expert at the front end of a design. This paper examines a collaborative team-based approach that makes more efficient use of resources and provides more impact at critical points in the design process. Contents Introduction (1) Common Power Integrity Analysis Methods (1) Applying a Team-Based Approach to Power Integrity Analysis (3) Summary (6) For Further Information (7)
湖北警官学院虚拟仿真实验教学建设方案 一、方案背景 虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。为贯彻落实《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔2012〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，教育部决定于2013年启动开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。其中虚拟仿真实验教学的管理和共享平台是中心建设的重要内容之一。 目前，大多数高校都有针对课程使用实验教学软件，但由于每个专业或课程的情况不同，购买的软件所采用的工作环境、体系结构、编程语言、开发方法等也各不相同。由于学校管理工作的复杂性，各校乃至校内各专业的实验教学建设大都自成体系，各自为政，形成了“信息孤岛”。主要面临如下问题：? 管理混乱，各种实验教学软件缺乏统一的集中管理。 ? 使用不规范，缺乏统一的操作模式和管理方式； ? 可扩展性差，无法支持课程和相应实验的扩展； ? 各系统的数据无法共享，容易形成“信息孤岛”； ? 缺乏足够的开放性； ? 软件部署复杂，不同的软件不能运行在同一台服务器上； 二、方案目标 该方案的目标就是高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。平台要实现学校购置的所有实验软件统一接入和学生在平台下进行统一实验的目的，通过系统间的无缝连接，使之达到一个整体的实验效果，学校通过该平台的部署，不仅可以促进系统的耦合度，解决信息孤岛的问题，还可以使学校能够迅速实施第三方的实验教学软件。 平台提供了全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：门户网站、实验前的理论学习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的智能指导、实验结果的自动批改、实验成绩统计查询、在线答疑、实验教学效
数控加工仿真实验指导书
数控编程仿真实验要求 一、实验目的 “数控机床加工程序编制”（简称数控编程）课程，是机械和机电等各类专业本、专科教学计划中开设的一门应用性和实践性很强的专业课程。学好本课程，不仅要掌握数控编程的基本理论知识和编程方法，更重要的是要通过一定的实践教学，在实践教学中运用所掌握的机械加工工艺知识、数控编程的理论知识、数控编程的方法编制零件加工程序，并完成对零件的数控加工。采用仿真软件在计算机上进行模拟加工，是完成这一实践教学的有效手段。因此，在各专业本、专科“数控编程”课程的教学计划中均设有“仿真实验”这一实践教学环节。其实验的目的是： 1. 熟悉并学会运用计算机仿真技术，模拟数控车床、数控铣床完成零件加工的全过程； 2. 为后续的“数控编程实训”，实地操作数控机床进行数控加工，积累和打下操作技能训练的基础。 二、实验要求 1. 熟悉并掌握FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程； 2. 按给定车削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工； 3. 按给定铣削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工； 4. 按实验内容，编写实验报告。 三、课时安排 四、实验报告编程内容 1. 简要叙述FANUC 0i系统仿真软件面板操作过程； 2. 按给定零件图样，编制的车削加工程序； 3. 按给定零件图样，编制的铣削加工程序。 五、指导书及联系题： 1. 数控加工仿真FANUC 0i系统面板操作简介 2. 仿真加工零件图样 2010年9月修订
宇龙数控加工仿真系统实验指导书 主要内容 ?基于FANUC 0i数控加工仿真系统的基本操作方法 ?基于FANUC 0i数控车床的仿真加工操作 ?基于FANUC 0i数控铣床的仿真加工操作 ? FANUC 0i数控加工仿真实验 1 宇龙数控加工仿真系统基本操作方法 1.1 界面及菜单介绍 1.1.1 进入数控加工仿真系统 进入宇龙数控加工仿真系统3.7版要分2步启动，首先启动加密锁管理程序，然后启动数控加工仿真系统，过程如下： 鼠标左键点击“开始”按钮，找到“程序”文件夹中弹出的“数控加工仿真系统”应用程序文件夹，在接着弹出的下级子目录中，点击“加密锁管理程序”，如图1.1（a）所示。 (a) 启动加密锁管理程序(b) 启动数控加工仿真系统(c) 数控加工仿真系统登录界面 图1.1 启动宇龙数控加工仿真系统3.7版 加密锁程序启动后，屏幕右下方工具栏中出现的图表，此时重复上面的步骤，在二级子目录中点击数控加工仿真系统，如图1.1（b）所示，系统弹出“用户登录”界面，如图1.1（c）所示。 点击“快速登录”按钮或输入用户名和密码，再点击“登录”按钮，即可进入数控加工仿真系统。 1.1.2 机床台面菜单操作 用户登录后的界面，如图1.2所示。图示为FANUC 0i车床系统仿真界面，由四大部分构成，分别为：系统菜单或图标、LCD/MDI面板、机床操作面板、仿真加工工作区。 1 选择机床类型
数控铣削加工工艺设计及加工仿真 题目数控铣削加工工艺设计及加工仿真 学院专业机械设计制造及其自动化年级 2009 级学号姓名指导 教师成绩 2013年 5 月 7 日 目录 摘 要 .................................................................... 1 关键 词 (1) Abstract ................................................................ 1 Key words (1) 1工艺方案的分析 ........................................................ 2 1.1零件图 .......................................................... 2 1.2零件图分析 ...................................................... 3 1.3加工方法 ........................................................ 3
1.4加工方案 ........................................................ 3 2工件的装 夹 (3) 2.1 定位基准 ........................................................ 3 2.2装夹方式的选择 .................................................. 3 3刀具及切削用 量 (3) 3.1选择数控刀具的原则 .............................................. 3 3.2选择数控铣削刀具 ................................................ 4 3.3切削用量 ........................................................ 4 4数控程序的编 制 (5) 4.1 Mastercam软件编程简介 .......................................... 5 4.2建立坐标系 ...................................................... 6 4.3Mastercam编程截图 ............................................... 6 4.4Mastercam编程程序 ............................................... 9 5数控加工程序的仿 真 (14)
时序计算和Cadence仿真结果的运用 中兴通讯康讯研究所EDA设计部余昌盛刘忠亮 摘要：本文通过对源同步时序公式的推导，结合对SPECCTRAQuest时序仿真方法的分析，推导出了使用SPECCTRAQuest进行时序仿真时的计算公式，并对公式的使用进行了说明。 关键词：时序仿真源同步时序电路时序公式 一．前言 通常我们在时序仿真中，首先通过时序计算公式得到数据信号与时钟信号的理论关系，在Cadence仿真中，我们也获得了一系列的仿真结果，怎样把仿真结果正确的运用到公式中，仿真结果的具体含义是什么，是我们正确使用Cadence仿真工具的关键。下面对时序计算公式和仿真结果进行详细分析。 二．时序关系的计算 电路设计中的时序计算，就是根据信号驱动器件的输出信号与时钟的关系（Tco——时钟到数据输出有效时间）和信号与时钟在PCB上的传输时间（Tflytime）同时考虑信号驱动的负载效应、时钟的抖动（Tjitter）、共同时钟的相位偏移（Tskew）等，从而在接收端满足接收器件的建立时间（Tsetup）和保持时间（Thold）要求。通过这些参数，我们可以推导出满足建立时间和保持时间的计算公式。 时序电路根据时钟的同步方式的不同，通常分为源同步时序电路（Source-synchronous timing）和共同时钟同步电路（common-clock timing）。这两者在时序分析方法上是类似的，下面以源同步电路来说明。 源同步时序电路也就是同步时钟由发送数据或接收数据的芯片提供。图1中，时钟信号是由CPU驱动到SDRAM方向的单向时钟，数据线Data是双向的。 图1
图2是信号由CPU 向SDRAM 驱动时的时序图，也就是数据与时钟的传输方向相同时 的情况。 Tsetup ’ Thold ’ CPU CLK OUT SDRAM CLK IN CPU Signals OUT SDRAM Signals IN Tco_min Tco_max T ft_clk T ft_data T cycle SDRAM ’S inputs Setup time SDRAM ’S inputs Hold time 图2 图中参数解释如下： ■ Tft_clk ：时钟信号在PCB 板上的传输时间； ■ Tft_data ：数据信号在PCB 板上的传输时间； ■ Tcycle ：时钟周期 ■ Tsetup’：数据到达接收缓冲器端口时实际的建立时间； ■ Thold’：数据到达接收缓冲器端口时实际的保持时间； ■ Tco_max/Tco_min ：时钟到数据的输出有效时间。 由图2的时序图，我们可以推导出，为了满足接收芯片的Tsetup 和Thold 时序要求，即 Tsetup’>Tsetup 和Thold’>Thold ，所以Tft_clk 和Tft_data 应满足如下等式： Tft_data_min > Thold – Tco_min + Tft_clk （公式1） Tft_data_max < Tcycle - Tsetup – Tco_max + Tft_clk (公式2) 当信号与时钟传输方向相反时，也就是图1中数据由SDRAM 向CPU 芯片驱动时，可 以推导出类似的公式： Tft_data_min > Thold – Tco_min - Tft_clk （公式3） Tft_data_max < Tcycle - Tsetup – Tco_max - Tft_clk （公式4） 如果我们把时钟的传输延时Tft_clk 看成是一个带符号的数，当时钟的驱动方向与数据 驱动方向相同时，定义Tft_clk 为正数，当时钟驱动方向与数据驱动方向相反时，定义Tft_clk 为负数，则公式3和公式4可以统一到公式1和公式2中。 三．Cadence 的时序仿真 在上面推导出了时序的计算公式，在公式中用到了器件手册中的Tco 参数，器件手册中 Tco 参数的获得，实际上是在某一种测试条件下的测量值，而在实际使用上，驱动器的实际 负载并不是手册上给出的负载条件，因此，我们有必要使用一种工具仿真在实际负载条件下 的信号延时。Cadence 提供了这种工具，它通过仿真提供了实际负载条件下和测试负载条件 下的延时相对值。 我们先来回顾一下CADENCE 的仿真报告形式。仿真报告中涉及到三个参数：FTSmode 、