gromacs中文教程

GROMACS Introductory Tutorial

Gromacs ver 4.0

Author: John E. Kerrigan, Ph.D.

Associate Director, Bioinformatics

The Cancer Institute of NJ

195 Little Albany Street

New Brunswick, NJ 08903

Phone: (732) 235-4473

Fax: (732) 235-6267

Email: kerrigje@https://www.sodocs.net/doc/cc11536855.html,

翻译：梁（leunglm@https://www.sodocs.net/doc/cc11536855.html,）

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GROMACS教程：蜘蛛毒素肽的研究

Yu, H., Rosen, M. K., Saccomano, N. A., Phillips, D., Volkmann, R. A., Schreiber, S. L.: Sequential assignment and structure determination of spider toxin omega-Aga-IVB. Biochemistry 32 pp. 13123 (1993)

GROMACS是一个使用经典分子动力学理论研究蛋白质动力学的高端的高效的工具[1]。这个软件包是遵守GNU许可的免费软件，可以从以下站点下载：https://www.sodocs.net/doc/cc11536855.html,。GROMACS可以在linux，unix，和Windows（新开发的）上使用

摘要：在本教程中，你将研究一个从漏斗形蜘蛛的毒液中分离的毒素。过去毒液毒素用来鉴定阳离子通道。钙离子通道调节这种离子进入细胞。神经信号受到神经细胞中离子平衡的高度控制。人们认为象蜘蛛毒素这类毒液中暴露的带正电的残基会倾向于与细胞离子通道入口的带负电的残基结合。本教程中的蜘蛛毒素中带正电的残基主要朝向肽链的一侧。离子通道的堵塞导致了神经信号的中断，最终导致麻痹和死亡（通过呼吸判断）。

我们将使用显性溶剂动力学的方法研究这个小肽。首先比较真空中和溶解的模型。我们将把小肽溶在水盒子里，紧接着用牛顿运动定律加以平衡。我们还将比较和对比补偿离子在显性溶剂动力学中的影响。我们希望解决如下问题：

小肽的二级结构在动力学条件下是否稳定？

带正电的残基侧链是否主要朝向肽结构的一侧？补偿离子是保持在正电残基附近还是在

四周移动？

水在维持蛋白结构中扮演什么角色？

下载pdb文件1OMB.PDB(https://www.sodocs.net/doc/cc11536855.html,/pdb/)

建议先用Deep View软件观察下载的文件，看是否有混乱的现象（缺失侧链）Deep View 可以补充缺失的侧链（但是，注意Deep View可能会在添加的侧链前加上特殊符

号，而且这些符号只能手工去掉！）这个pdb文件不存在侧链的缺失，我们就不必担心

了。

在你的unix主目录下建立一个名为“fwspider”的文件夹。在此文件夹下新建三个子

文件夹，分别命名为：“invacuo”“wet”和“ionwet”。用sftp将1OMB.pdb拷贝到

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fwspider的每个子文件夹中。

（重要！无论何时将一个文本文件从windows系统拷贝到unix系统，一定要转成unix

文本文件？？可以用to_unix命令（如to_unix filename filename，将filename文件转成unix

文本文件。在RedHat Linux中，用dos2unix命令。）象MS Word这类Windows文本编辑器

加入的控制符可能在unix程序中产生错误。）

用pdb2gmx处理pdb文件。pdb2gmx（查看选项用pdb2gmx –h; 其实可以用-h选项查看所有Gromacs命令的帮助文档）命令将pdb文件转换成gromacs文件并产生拓扑文件。因为本pdb 文件是由NMR产生的，含有氢原子，因此用-ignh选项忽略文件中的氢原子。-ff选项用来指定力场（G43a1 是Gromos96力场，一个通用原子力场）。-f读入pdb文件，-o指定一个新产生的pdb文件（也可以是其它多种类型文件）的文件名。-p指定新产生的拓扑文件名。拓扑文件包含了所有力场参数（基于一开始选择的力场），因此非常重要。研究表明SPC/E 水模型[2]在水盒子模拟中表现最好。用spce水模型研究长程静电相互作用较好。因此我们用-water来指定水模型。

pdb2gmx –ignh –ff G43a1 –f 1OMB.pdb –o fws.pdb –p fws.top –water spce

建立盒子。

editconf -bt cubic –f fws.pdb –o fws.pdb –d 0.9

用上面的命令建立了一个简单的立方体盒子。-d决定了盒子的尺寸，即盒子边缘距离分子边缘0.9nm（9?）。理论上在绝大多数系统中，-d都不能小于0.85nm。[4]

[注释：editconf也可以用来进行gromacs文件（*.gro）和pdb文件（*.pdb）的相互转化。例如：editconf –f file.gro –o file.pdb 将file.gro 转换为 file.pdb]

现在就可以用产生的文件进行真空模拟了。真空模拟就是先能量最小化，然后进行动态模拟。（思考真空模拟为何不需要位置限制动态模拟？）

在盒子中放入溶剂

genbox –cp fws.pdb –cs spc216.gro –o fws_b4em.pdb –p fws.top

genbox命令在editconf产生的盒子基础上生成水盒子。上面的命令行指定了spc水盒子。genbox命令可以在给定尺寸的盒子中加入正确数目的水分子。

设置能量最小化

用em.mdp文件。Gromacs用*.mdp文件指定所有计算的参数。看一下文件的内容。它确定

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用最陡下降法消除范德华位置冲突。编辑文件，将nsteps变成400。如果最小化不能收敛，就用nsteps=500再做一次。（最小化在400步内是能收敛的，但不同的平台可能结果会不一样。）要重做的话，必须重新运行grompp（注意：预处理器的位置在你的机器上可能不同，用which命令来定位[即 which cpp]！）

em.mdp内容：

em.mdp文件用的重要概念：

title –标题随便取（最长64个字，简单点好）

cpp –指定预处理器的位置

define –传递给预处理器的一些定义。–DFLEXIBLE 告诉grompp将spc水模型而非刚性SPC包含进拓扑文件，以便用最陡下降法进一步最小化能量。

constraints-设置模型约束

integrator – steep告诉gompp运行最陡下降法进行能量最小化。用cg进行共轭梯度法。

dt –能量最小化用不用。只在动力学模拟中用（如md）。

nsteps – 在能量最小化中，指定最大反应步数。

nstlist –更新邻居列表的频率。nstlist = 10表示每10步更新一次。

rlist – 短程邻居列表的阈值。

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coulombtype –告诉gromacs 如何计算静电。PME

为particle mesh ewald 法（参见Gromacs 用户手册）

rcoulomb –指定库仑力阈值

vdwtype – 告诉Gromacs 如何计算范德华作用(cut-off, Shift 等）

rvdw –指定LJ 或Buckingham 势能距离阈值

EM Stuff emtol –最大的力如果小于此值则能量最小化收敛（结束）（单位是kJ mol

–1 nm –1） emstep –初始步长（nm ）

下面用grompp 程序进行文件处理。grompp 是预处理程序（即the gromacs pre-processor 的缩写）

grompp –f em.mdp –c fws_b4em.pdb –p fws.top –o fws_em.tpr

grompp 中-f 标签制定输入参数文件（*.mdp ）。-c 输入结构文件（pdb 文件，*.pdb ）; -p 输入拓扑文件，-o 输出mdrun 的输入文件（*.tpr ）。

加氯离子后的pr_md.mdp 和md.mdp 文件的温度耦合参数

; Berendsen temperature coupling using vel rescaling is on

Tcoupl = v-rescale

tau_t = 0.1 0.1

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tc_grps = protein non-protein ref_t = 300 300

记住：如果要加入氯离子，需要重新运行grompp 。首先删除旧的fws_em.tpr 文件，然后运行下面的grompp 命令。我们加入氯离子是为了中和模型中的总静电荷。

grompp –f em.mdp –c fws_ion.pdb –p fws.top –o fws_em.tpr

在后台运行能量最小化（在命令后加&）

nohup mdrun –v –s fws_em.tpr –o fws_em.trr –c fws_b4pr.pdb –e em.edr –g em.log &

用tail 命令检查最小化的进程

tail –15 em.log

当能量最小化结束，你将看到log 文件中有如下总结文字，表明最陡下降收敛了。

用tail -50 em.log

设置位置限制性模拟。什么是位置限制性模拟？你限制（或部分冻结）大分子中的原子位置，而允许溶剂分子运动。这样做像是将水分子浸入大分子。水分子松弛时间约为10ps 。因此我们要进行超过10ps 的位置限制性模拟。本实例中用20ps （最少高出一个数量级？？）大的模型（大蛋白或脂）可能需要更长的平衡时间，50ps 或100ps 或更长。下面的设置在这个

gromacs 力场中运行良好。其他力场请参考用户手册（例如在GROMOS96力场中，建议nstlist = 10 and rvdw = 1.4）。在coulombtype, PME 代表“Particle Mesh Ewald”静电势。[5，6] PME 是计算长程静电势的最优算法（给出最可信的能量评估，尤其在用Na +, Cl -, Ca 2+等作为补偿离子的体系。）由于这个蛋白具有暴露的带电残基，使系统带有+2静电荷，所以适用PME 算法，更为有益的是用补偿离子使系统处于电中性。constraints 中的all-bonds 选项可以应用线形限制算法确定系统中的所有键长（当dt > 0.001 ps 时尤为重要）[7]

。学习一下下面的mdp 文件。

pr.mdp:

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mdp 文件中的重要参数

define 声明中的–DPOSRE 告诉Gromacs 运行位置限制动力学模拟

constraints 声明如前所述。all-bonds 设定LINCS 算法限制所有键。[7]

Integrator 告诉gromacs 进行何种动态算法（另外的选项“sd ”代表stochastic dynamics ） dt 是每步的时间（我们选择了2fs ；但此处的单位一定是ps ！）

nsteps 是运行的步数（总模拟时间= nsteps * dt ）。

nstxout 告诉gromacs轨迹文件收集模拟快照（坐标）的频率（nstxout = 250 且dt = 0.002，所以每0.5ps收集一张快照）

coulombtype选择gromacs计算原子静电相互作用方法（PME 代表 particle mesh ewald；另

外还可以用cut-off）。

rcoulomb 和rvdw是计算静电和范德华作用的阈值（单位nm，1.0nm=10.0埃）

温度耦合部分非常重要，必须正确填写。

Tcoupl = v-rescale [8, 9]（用随机条件重新调解速度的温度耦合类型。）

tau_t =温度耦合的时间常数（单位ps）。必须每个tc_grps指定一个，且顺序对应。

tc_grps =与调温器耦合的组（模型中的每个原子或残基都用一定的索引组表示）

ref_t =代表耦合的参照温度（即动力学模拟的温度，单位K）。每个tc_grp对应一个ref_t.

预处理pr.mdp文件

grompp –f pr.mdp –c fws_b4pr.pdb –p fws.top –o pr.tpr –maxwarn 3

nohup mdrun –s pr.tpr –o pr.trr –c fws_b4md.pdb –e pr.edr –g pr.log &

用tail命令检查pr.log文件。

md.mdp文件和pr.mdp文件相仿。有几处不同。define声明不再需要，因我们不再做位置限

制模拟。

用于explicit solvation 的md.mdp文件内容（特殊注释：做真空模拟，去掉温度耦合中的“sol”部分。在有补偿离子的模拟中，为离子加入相应的温度耦合参数）

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grompp –f md.mdp –c fws_b4md.pdb –p fws.top –o md.tpr –maxwarn 3

nohup mdrun –s md.tpr –o md.trr –c fws_md.pdb –e md.edr –g md.log &

用tail 命令查看md.log 文件（我们在2.66 GHz Core 2 Quad 机器上用了51分钟跑完100ps 模拟）

可以用trjconv 命令压缩轨迹文件以节省硬盘空间。

trjconv –f md.trr –o md.xtc

得到*.xtc 文件后就可以删除*.trr 文件了。

用ngmx 观察轨迹文件（也可以用VMD 观察轨迹文件）

ngmx –f md.trr (or md.xtc) –s md.tpr

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当观察器启动后，将看到一个多选项的对话框。选择标“protein ”的多选框，点击OK 。

ngmx 的初始启动对话框

选择“protein”可以只看蛋白分子，而不受盒子中另外约3000水分子的影响。

用X-Rotate上下旋转盒子（鼠标左键向上，右键向下）。用Y-Rotate左右旋转盒子（左键向左，右键向右）。最下面的Scale用来放大或缩小视图（左键放大，右键缩小）。

观察模型中的其它组，点击Display > Filter …，初始对话框就会出现，允许选择观察另外的索引组（如backbone）

要观察模拟轨迹动画，点击Display > Animate。动画播放控制在窗口的底部。点击中间的箭头按钮逐帧观看。点向前的双箭头观看整个轨迹动画，点暂停按钮停止动画。点向左的双箭

头按钮重置动画。

不幸的是，file菜单下的save as pdb选项还不能用。因此，保存并观察*.pdb文件最好的方法是用visual molecular dynamics (VMD)（下载地址：https://www.sodocs.net/doc/cc11536855.html,/Research/vmd/，它是学术免费，且在unix和windows下运行）.

结果分析

Gromacs的一个主要优点（不是指它遵循GNU公共协议而免费！）是有一系列分析轨迹文件的小程序。我们下面就讨论一些比较常用的分析工具。

组

make_ndx

程序make_ndx用来生成组（你想分析的某些特定原子或残基的ID标签）。Gromacs缺省已

经定义了一些组，普通分析可能够用了。但如果你想深入分析，则要用make_ndx程序标注

模型中的特定项。

如何使用make_ndx建立索引文件（ndx）。为了固定某些特定组，或获得一些能量信

息，可以用make_ndx指定这些组。我们来看一个固定蛋白N端和C端的例子。通常用

make_ndx建立索引组供grompp程序调用。

在本例中，我们有一个三螺旋的胶原蛋白结构文件，进行位置限制动力学模拟，我们想固

定N端和C端来进行模拟。首先，确定结构文件（clg_b4md.pdb）的N端和C端残基号。用如

下简单命令。

make_ndx –f clg_b4md.pdb –o clg_ter.ndx

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你将看到如下输出信息（我们省略了开头的一些描述性信息），后面是命令提示符（>）

用“r ”命令输入代表三螺旋N 端和C 端的残基号。

注意：你也可以用连接符指定残基范围（如确定残基1到36，用> r 1-36）

新建索引组的缺省名字(r_1_36_37_72_73_108 )很繁琐，可以用name 命令修改。我们在命令中用索引号#（15）。

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用“v ”命令查看名字是否改成功了。用“q ”保存并退出。

现在怎么固定组呢？简单，在md.mdp 文件中加入下面几行：

记住当用新的mdp 文件时，首先用grompp 将新索引文件加入tpr 文件。用grompp 的-n 标签，例如：

grompp –f md.mdp –c pr.gro –p clg.top –n clg_ter.ndx –o md.tpr

特性研究

g_confrms

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要比较最后结构和初始PDB 文件的差异，用g_confrms (用g_confrms –h 查看详细信息)。此程序计算两个结构的最小二乘拟合。

g_confrms –f1 1OMB.pdb –f2 md.gro –o fit.pdb

你将被提示选择一个组（两次都选（组4））。程序将报告RMSD 值，并产生一个输出文件（fit.pdb ）。输出文件中包含两个位置重叠的结构。

g_covar

计算斜方差（参见手册）。也可用于从动态轨迹计算平均结构。如计算1ns 动态模拟的后200ps 的平均结构：

g_covar –f traj.xtc –s topol.tpr –b 801 –e 1000 –av traj_avg.pdb

警告-平均结构往往较粗糙，需进一步执行能量最小化。

g_energy

能量数据作图，如压力、体积、密度等。

g_energy –f md.edr –o fws_pe.xvg

首先要选择输出（*.xvg ）的数据。输出文件是一个电子数据表，可以用Xmgr 或Grace 打开。它是一个文本文件，在进行一些小的改动后可以用Microsoft Excel 打开。

如用上面的命令，你将看到如下结果（你的可能不同）：

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如计算势能，输入“Potential”，回车

再按一次回车

我们得到一个平均势能和RMSD 的总结（单位kJ/mol ）

输入如下命令用Grace 打开*.xvg 文件：

xmgrace -nxy fws_pe.xvg

可以到以下地址下载Grace http://plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/ .Grace 只能在linux 和unix 上运行。如果没有Grace 或Xmgr ，可以作为空格分隔文件导入MS Excel 。

g_gyrate

用g_gyrate 测量回旋半径。这个指标用于度量结构的紧密度。此程序计算某（些）原子质量与分子重心的关系。

g_gyrate –f md.trr –s md.tpr –o fws_gyrate.xvg

g_rms 与 g_rmsdist

这两个程序用于计算结构的RMSD 值。用g_rms 计算动态模拟过程中的结构与初始结构的结构偏差。（-dt 10 选项告诉程序每10帧计算一次）

g_rms –s *.tpr –f *.xtc –dt 10

计算与NMR 结构的rmsd 值用如下命令：

g_rms –s em.tpr –f md.trr –o fws_rmsd.xvg

选择4组（Backbone ）计算最小二乘拟合。程序生成一个rmsd 随时间变化的图（rmsd.xvg ）。以空格分隔文件的形式导入Excel 。

g_rmsf

计算原子位置的根均方波动（rmsf）。与g_covar相似，此程序也可以计算平均结构。例如，计算一个2ns（2000ps）模拟的后500ps的平均结构，用如下命令：

g_rmsf –f traj.xtc –s topol.tpr –b 1501 –e 2000 –o traj_rmsf.xvg –ox traj_avg.pdb

选择一个RMSD图上平衡的范围（用g_rms计算）。例如：

上面的实例是一个1ns模拟（你的结果可能不同）。这个模拟需要延长到完全平衡。上面

的例子我们用200-500ps范围计算平均结构是因为我们看到这段比较稳定（与原始结构

比）。命令如下：

g_rmsf –s md.tpr –f md.trr –b 200 –e 500 –ox fws_avg.pdb

提示时选择组1“Protein”。

警告-平均结构往往较粗糙，需进一步执行能量最小化。

推荐的真空能量最小化的em.mdp文件。先用最陡下降法，再用共轭梯度法。警告！需要

用pdb2gmx重新生成拓扑文件，尤其是当你选择特定组（而非整体系统）计算平均结构时。

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程序g_rmsf也可以用来计算温度因子。计算的温度因子可以和X光晶体结构的温度因子比较。

g_rmsf –s md.tpr –f md.xtc –o rmsf.xvg –oq fws_bfac.pdb

仍选择“Backbone”组。

do_dssp

用do_dssp命令计算模型的二级结构。前提是你必须在电脑中（/usr/local/bin）安装了

dssp程序(http://swift.cmbi.ru.nl/gv/dssp/ )。

do_dssp –s md.tpr –f md.trr –o fws_ss.xpm

选择计算组1（Protein）。用xpm2ps将xpm文件转成eps格式。然后用ImageMagick转化程序将eps文件转成png文件或其他格式文件。

xpm2ps –f fws_ss.xpm –o fws_ss.eps

convert fws_ss.eps fws_ss.png

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残基数在y 轴，时间（ps ）在x 轴。看下面的NMR 结构：

从上面的dssp 图上，我们看到3个红色区域代表3个beta 片层（左图

中的黄色部分）。中间的较短区是最不稳定的。左边的图是用

pymol 程序(https://www.sodocs.net/doc/cc11536855.html,/ )做的。

g_hbond

程序g_hbond 用于计算模拟过程中分子间或组间的氢键的数目，距离或角度。

g_hbond –f md.trr –s md.tpr –num fws_hnum.xvg

g_hbond 程序中的几何学关系

Gromacs 3.3.1的缺省值为：

r ≤0.35nm

α≤30°

用-r 和-a 标签设定其它限值。默认地，g_hbond 计算共体受体距离（r DA ）。你也可以用-da no 标签改变这种计算，设置 da 为no 则计算r HA 距离。

更多信息请参考Gromacs手册。

g_saltbr

用g_saltbr分析模拟中残基间的盐桥。程序会输出一系列*.xvg文件。给出-/-，+/-（最关注的）和+/+残基间的距离。

g_saltbr –f md.trr –s md.tpr

如何将特定时间点的轨迹保存成*.pdb文件：

要用特定帧（此例中为3000ps）代替整个轨迹，用-dump选项，如

trjconv -f traj.xtc -s file.tpr -o time_3000ps.pdb -dump 3000

遵照导师进行其它分析。

附录

如何重新进行损坏的计算

tpbconv -s prev.tpr -f prev.trr -e prev.edr -o restart.tpr

mdrun -s restart.tpr -deffnm myrestart (–deffnm将mdrun中的所有文件名设成默认名字。)

如何延长一个计算

tpbconv -f traj.trr -s topol.tpr -e ener.edr -o tpxout.tpr –time $VALUE –until $VALUE

其中$VALUE = ps（例如你要将2ns模拟延长到5ns，则$VALUE = 5000）

如何设置并行计算

grompp –np # –f md.mdp –c pr.gro –p fws.top –o md.tpr

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Vericut 基础教程-构建机床、程序原点、刀具设置、宏程序仿真 by ljg

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.sodocs.net/doc/cc11536855.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

Vericut 7.0教程 新功能

Vericut 7.0 新功能 Vericut 7.0的增强功能 亮点 加强了项目树（Project Tree）功能，减少了弹出对话框的数量，我们只要通过导航就可以创建一个仿真项目。Vericut 7.0在创建仿真项目方面与Vericut 6.2是有很大区别的。 ●项目必须通过项目树来配置。 ●以前版本中那些弹出对话框中的常用功能，都放置到项目树中。 ●选定项目树中的任意节点，在项目树的底部都会出现此节点的配置菜单。 ●在项目树中还增加了一种新的文件选择方法 ●在项目树配置菜单中的更改会直接应用，而不需要按“确定”、“应用”、“取消”等按钮。 ●由于项目树中也可以显示机床组件，则取消了组件树。 现在的项目树能引导您使用项目树的各种功能完成一个项目中的所有的设置的配置，例如： ●通过项目树从上到下的结构，可以完成项目树中所有的节点的配置。 ●在创建和配置某一个设置的过程中，可以有选择的在项目树底部显示配置面板。 ●配置面板中显示的设置操作都是配置项目时最常用的。 ●配置面板中显示的设置功能是根据项目树中选定的各个节点而不同，是各节点特有的。 ●在配置面板中的任何操作（填写的文字和数字、确认的选项、或点击的按钮）都会直接应用，不需要你按“确定”、“应用”等等。 ●不常用的功能可以通过鼠标右键项目树中各个节点弹出的快捷菜单，或者通过左键单击菜单工具栏弹出的对话框来设定。 VERICUT在计算和动画仿真NC代码的运动轨迹时，采用了一种新的方法。 ● 动画运动在所有的视图里都是等同的。 ● 在不同的视图类型中刀具的显示是一样的。

● 对于所有的动作类型和视图类型，放慢和跳跃切削都是一样的。 ● 碰撞公差和运动显示是相互独立的。 功能的增强 刀轨和机床验证 *VC增加了模拟自动倒圆、自动倒角的功能：approaching/departing, inside/outside, and CW/CCW. *工具条可以完全用户定制。每个人可以根据自己的需要添加或去掉某些按钮，并且可以调整按钮的显示顺序。 *在工件视图里，材料去除和刀具显示的功能增强了，可以在X方向或Y方向偏置刀具驱动点。*现在在VC的图形显示力可以很好的显示出水切割刀具的三段不同的区域，和其在刀具管理菜单的刀具显示区域显示得是一模一样的。 *BLOCK定义和描述的，以前只能用数字表示的变量现在也可以用。 *按钮“Preserve Stock Transition”现在已经移到了切削过程毛坯的右键菜单和切削过程毛坯的“Configure Model”的装配子菜单中。具体操作：运行VC的程序后，会自动生成一个cut stock，鼠标右键点击，就会看打“Preserve Stock Transition”，或者左键点击cut stock，在项目树的下方会出现一个“Configure Model”对话框，点击“Assemble”，就会看见“Preserve Stock Transition”。 *VC现在能参考NX的PART格式的文件。VC 是通过一个NX\OPEN的应用程序来打开文件的。 *VC的机床和控制系统文件的格式是XML格式的。 *工作目录可以可以保存到用户选择的文件夹中。 *现在可以鼠标右键点击项目树中的坐标系来实现坐标系的重命名。 *在项目树里可以指定G代码偏置，比如编程原点、工件偏置等等。 *在File>Preferences增加了一个勾选项：自动将工作目录设置到当前项目文件夹。当勾选的时

vericut6中文教程-构建二轴车铣复合机床

Session 44 构建一个二轴运动的车铣中心 在这一课中演示怎样定义一个 VERICUT 二轴运动的车铣中心。通过这课演示定义有刀塔和多种刀具 加载的机床的应用。课文中集中在定义部件和模型来构建一个功能型的机床。极少的考虑部件显示的性质。 图 106.1 所示例子被定义的数控机床刀具。图中确定机床坐标（XcYcZc axes)，运动坐标系和主要部件。使用 Fanuc 15T 车床控制系统。一个倾斜 45o的卧式车床；因此 X 轴有 45o的斜度。塔盘上有 12 个指针位 置。样板程序将使用三把刀具。构建好二轴车床以后并且配置一个合适的项目文件，VERICUT 将配置好以 后再通过数控程序仿真机床运动。 图 106.1 所示，XcYcZc 坐标系表示机床零点坐标系统。图示机床位置在 X460 Z520。 图 106.1 车铣中心 步骤： 1．建立一个公制的项目文件。 运行 VERICUT 应用程序。 223

选择File> New Project > Millimeter 菜单按钮。 2．在 Machine/Cut Stock 视图中显示坐标系。 在图形区，右击，从系统弹出的快捷菜单中选择View Type> Machine/Cut Stock 菜单命令。 在图形区，右击，从系统弹出的快捷菜单中选择Display Axes > Component 菜单命令。 重复操作显示 Model 坐标系。 重复操作显示 Driven Point Zero 坐标系。 在图形区，右击，选择View > H-ISO 菜单命令。 3．打开 Fanuc 15T 为车床配置系统控制文件。 Project，从系统弹出的右键快捷菜单中选择Expand All Children 在 Project tree（项目树）中，右击 菜单命令。 在 Project tree（项目树）中，右击Control，从系统弹出的右键快捷菜单中选择Open 菜单命令。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Library 选项。 在文件列表框中选择文件 fan15t_t.ctl。 单击 Open 按钮，图 106.2 所示。 图 106.2 配置控制系统 接下来步骤定义部件从"Base" to "Tool"。 在机床的刀具侧部件：Base > Z > X> Tool。 4．显示部件树。 )，系统弹出 Component Tree 窗口，如图 106.3在主菜单中，选择Configuration > Component Tree ( Or 所示。 224

vericut6全中文版教程-如何配置机床刀库

Session 53 配置一个带刀库的机床 这一课将演示怎样配置一个有自动换刀配置的 VERICUT 机器。这一课将介绍用户使用刀具库部件和控制刀具更换的子系统。 1. 打开项目文件“tool_chain.vcproject”。 已经配置好的项目文件没有刀具库的功能，传送装置仅仅显示在图形窗口中。这一课将演示修改传送装置成为有刀具更换功能的刀具库。 运行 VERICUT 应用程序。 选择 File> Open 菜单命令，系统弹出 Open Project 对话框。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Training 选项。 选择文件 tool_chain.vcproject。 单击 Open 按钮确认打开文件，如图 115.1 所示。 选择工具条上按钮设定你的工作路径。 图 115.1 Machine 2．定义一个刀具放置链部件。 在主菜单中，选择Configuration > Component Tree ( Or)，如图 115.1 所示。 276

图 115.1 部件树 右击 TC_Carousel ，从系统弹出的快捷菜单中选择Append > Tool Chain 命令。 双击 Tool Chain，系统弹出 Modeling 窗口。 在 Component Attributes 选项卡，在 Machine 选项组右侧单击 Toolchain Parameters 按钮，系统弹出Toolchain 窗口，如图 115.2 所示。 图 115.2 Toolchain 注意：传送装置的刀具数量能在 Toolchain 窗口中定义，以及每把刀具之间的距离。公式在计算器中能 被调用来计算刀穴之间输入值的距离。 在 Number of pockets 文本框中输入：10。 在Pocket-to-pocket distance (2 * π * r / 刀穴数)文本框中输入：4.744。 单击 OK 按钮。 277

vericut中文教程-构建二轴车床模型

Session 43 构建一个二轴运动的车床模型 在这一课中演示怎样配置一个 VERICUT 二轴运动的车床文件。并且在 VERICUT 中为机床添加一个仿真的数控程序。二轴车床使用一个 Fanuc 16T.二轴控制系统，运行一个车加工程序“mcdturn.mcd”，如图105.1 所示 图 105.1 两轴车床 机床零点在主轴端面并且在主轴中心。上图显示机床回到 X12.0 Z14.0 的位置。 步骤： 1．建立一个英制的项目文件。 运行 VERICUT 应用程序。 选择File> New Project > Inch 菜单按钮。 显示项目树“Project Tree”。 2．给机床配置 Fanuc 16T 控制系统文件。 在 Project tree（项目树）中，右击Setup : 1，，从系统弹出的右键快捷菜单中选择Expand All Children 菜单命令。 在 Project tree（项目树）中，右击Control，从系统弹出的右键快捷菜单中选择Open 菜单命令。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Library 选项。 在文件列表框中选择 fan16t.ctl 文件。 单击 Open 按钮。 接下来步骤定义部件从"Base" to "Tool"。 216

在机床的刀具部分部件：Base > Z > X> Tool 3．显示部件树。 在主菜单中，选择Configuration > Component Tree ( Or 所示。 )，系统弹出 Component Tree 窗口，如图 105.2 图 105.2 部件树 4．增加"Z" to "Base"。 在部件树中，选择右击Base（0，0，0）。 Base（0，0，0），从系统弹出的快捷菜单中选择Append > Z Linear 菜单命令如图 105.3 所示。 图 105.3 添加Z 217

vericut6全中文版教程-添加刀具到车铣复合机床

Session 45 添加一个铣刀到车铣中心 在这一课中，我们将增加一些铣刀到两轴车铣中心。这些工作在刀具管理器中完成，因此刀具得到正确的引导到刀塔中，如图 107.1 所示。 图 107.1 车铣中心 1．打开项目文件 mill_turn.vcproject。 运行 VERICUT 应用程序。 选择 File> Open 菜单命令，系统弹出 Open Project 对话框。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Training 选项。 在文件列表框中选择 mill_turn.vcproject 文件。 单击 Open 按钮确认打开文件。 显示项目树 Project Tree。 242

2．打开刀具管理器并增加刀具#3, Flat End Mill 0.5”Dia, 2.0” Long, .625” Flute Length。 在 Project tree（项目树）中，双击Tooling：Mill_turn 选项，从系统弹出 Tool Manager 窗口。 在 Tool Manager 主菜单中选择Add > Tool > New > Mill 菜单按钮，系统弹出 Tool 窗口。 单击（Flat Bottom End Mill）按钮。 在Flat Bottom End Mill 选项组中输入： Diameter (D) = 0.5 Height (H) = 2 Flute Length = 0.625 单击 Add 按钮。 选项卡左上方，在 Component Type 下拉列表框中选择 Holder 选项。 单击（Reference）按钮。 在 Reference 选项组中单击 Pick…按钮，系统弹出 Search Tool 窗口。 单击 Search 按钮。 选择 Live_spindle 选项。 单击 OK 按钮。 单击 Add 按钮。 单击 Close 按钮关闭 Tool 窗口。 在 Tool Manager 窗口，在 3 同样一行选择对应的Gage Point(0 0 0)。 移动光标到窗口右侧图形区的刀柄顶部。 单击鼠标中键仅仅记录 Z 值。 注意：单击鼠标中键方法仅仅是在 VERICUT 中动态的方式控制。 Gage Point 的值应该是：(0 0 4.6)。 刀具列表框顶部，单击 ID 按钮刀具按类排序，如图 107.2 所示 243

VERICUT的应用技巧建立车床

要进行NC程序仿真，需要预先构建整个工艺系统的仿真环境，一般过程如下： (1)工艺系统分析，明确机床CNC系统型号、机床结构形式和尺寸、机床运动原理、机床坐标系统以及所用到的毛坯、刀具和夹具等; (2)建立机床几何模型，用三维CAD软件建立机床运动部件和固定部件的实体几何模型，并转换成VERICUT软件可用的STL格式; (3)建立刀具库; (4)在VERICUT软件中新建用户文件，设置所用CNC系统，并建立机床运动模型，即部件树; (5)添加各部件的几何模型，并准确定位; (6)设置机床参数; (7)保存所有文件。 下面以CJK6132经济型数控车床为例进行说明。 (1)机床概述 此车床为卧式、平床身、前刀座、四工位电动刀架、步进电机驱动的经济型车床。所用数控系统为FANUC—0T，X、Z两轴二联动控制，分别控制纵向、横向滑板。X轴部件上装四工位电动方刀架(转动轴线垂直)，自动换刀。主轴变频调速，床身、两个床脚、主轴箱为固定部件，夹具为三爪卡盘。机床坐标原点为卡盘右端面中心，机床坐标系如图1示。 图1 CJK6132经济型数控车床的机床坐标系 (2)部件分类 依VERICUT软件部件分类原则，部件分类如表1所示。

表1 机床部件分类 (3)建立部件的3D模型 用SolidWorks软件造型，以运动单元建模，可不按照机床零部件连接结构构建。BASE可四零件一体建模，也可各零件单独建模，之后在VERICUT中装配。主轴箱建模不考虑内部传动机构，只建外形模型。X、Z轴传动链可简化不建，也可作为固定部件建模。建立几何模型后，另存为STL格式。 (4)建立部件树 先设CONTROL为“FANUC—0T”：选菜单“SETUP→CONTROL→OPEN”，在弹出对话框中设“SHORT CUT”为“CGTECH_LIBRARY”，选“”打开后建部件树。选菜单 “MODEL→COMPONENT TREE”，弹出部件树对话框，单击“BASE→右键单击→在光标菜单选APPEND→选ZLINEAR”，添加Z轴，单击“ZLINEAR→右键单击→在光标菜单选APPEND→选XLINEAR”，添加X轴。同样方法，添加其他部件，得到部件树如图2所示。 因为机床坐标系的X轴正方向指向操作者方向，则在添加Z轴部件时，由于默认Z 轴部件的X轴正方向为远离操作者方向，因此应绕Z轴正方向转动180°，这样，Z轴部件的X轴正方向才指向操作者。添加四把刀具时，刀架控制点为刀架转动中心，它应使后一把刀具比前一把刀具绕Y轴同一方向多转90°，并从每把刀的COMPONENT ATTRIBUTES中改TOOL INDEX 分别为1、2、3、4，指定刀具号。

vericut中文教程-如何配置自动夹具

Session 51 定义移动夹具 这一课将演示在 VERICUT 中怎样通过 G 或 M 代码配置动态的移动夹具并加紧部件。指定的部件移动并一旦接触到别的部件就停止它们是：尾部托盘，支撑架，液压虎钳和夹具。 这一课我们将配置一个可以自动夹紧和松开的虎钳夹。 1．打开项目文件“moving_jaws.vcproject”。 运行 VERICUT 应用程序。 选择 File> Open 菜单命令，系统弹出 Open Project 对话框。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Training 选项。 选择文件 moving_jaws.vcproject。 单击 Open 按钮确认打开文件。 选择工具条上按钮设定你的工作路径。 2．为虎钳夹移动定义一个线性轴。 Attach，从系统弹出的快捷菜单中选择Append > More > V Linear 在 Project tree（项目树）中，右击 菜单命令，如图 113.1 所示 注意：一个 V 轴被使用，因为 U 轴在机床中已经被使用。 图 113.1 定义 V 轴 268

右击双击V，从系统弹出的菜单命令中选择 Rename 菜单命令，重命名为：RT_jaws RT_jaws，系统弹出 Modeling 窗口。 Component Attribute 标签中，在 Machine 选项组从 Motion Axis 下拉列表框中选择 X 选项。单击 OK 按钮。 右击右击右击双击RT_jaws，从系统弹出的菜单命令中选择 Attach，从系统弹出的菜单命令中选择 Copy 菜单命令。 Paste 菜单命令。 RT_jaws （1），从系统弹出的菜单命令中选择 Rename 菜单命令，重命名为：LF_jaws LF_jaws，系统弹出 Modeling 窗口。 Component Attribute 标签中，在 Machine 选项组从 Motion Axis 下拉列表框中选择 X 选项。选中 Reverse Direction 单选按钮。 单击 OK 按钮，如图 113.2 所示。 图 113.2 定义 LF_jaws 轴 3．附属模型移到线性轴节点下。 从夹具部件移动虎钳分别到 RT/LF 钳夹部件中。 右击 Fixture>Model 选项，从系统弹出的快捷菜单中选择Expand All Children 菜单命令。 右击最后一个 Sweep 模型，从系统弹出的快捷菜单中选择右击 LF_jaws，从系统弹出的菜单命令中选择Cut 菜单命令。 Paste 菜单命令。 Cut 菜单命令。 右击最后一个 Sweep 模型，从系统弹出的快捷菜单中选择 269

vericut6全中文版教程-为车床增加一个尾部顶尖

VERICUT6.1 应用教程 Session 52 车床增加一个尾部支撑 很多机床带着不同类型的辅助设备。这些设备很多是可编程的并可以通过数控代码控制的。 这一课我们将演示你怎样在 VERICUT 中增加并配置一个像尾部支撑的辅助系统。你将增加一个简单 的模型来表示尾部支撑，并且你将通过添加一个指令重新配置一个控制使尾部支撑在被数控代码调用时移 动，这课设置的命令是 M77。 这课将不再一步一步的指导。这课主要是前面学习的知识。细节步骤请参考前面的课程。 1．打开项目文件“tailstock.vcproject”。 运行 VERICUT 应用程序。 选择 File> Open 菜单命令，系统弹出 Open Project 对话框。 在 Shortcut 下拉列表框中选择 Training 选项。 选择文件 tailstock.vcproject。 单击 Open 按钮确认打开文件。 2．给尾部支撑增加一个线性轴。 在 Component Tree(部件树)中，添加一个 W Linear 轴到 base 中。 放置新的轴沿着 Z 轴方向 600mm。 3．添加模型表示尾部支撑形状。 在 Component Tree(部件树)中，添加一个 Cone（圆锥）和一个 Cylinder（圆柱）到 W 轴部件上 Cone: height = 100, base radius = 10, top radius = 50 Cylinder: height = 300, radius = 50 确定圆锥尖是朝着零件方向，如图 114.1 所示。 图 114.1 尾部支撑 273

VERICUT6.1 应用教程 在主窗口右下角单击 Reset 按钮。 MDI ：W －200.(小数点是很重要的) W 轴没有移动，但是 Z 轴移动了。 在控制器中 W 命令调用一个宏移动增量的 Z ，因此一个编程的 W 运动将移动 Z 轴而不是 W 轴。我们将配置一个移动的命令来直接移动 W 轴。这个练习，M77 指令将移动尾部支撑直到接触零件。 4．添加一个 M77 指令使 W 轴向零件方向移动。 选择 Configuration > Word/Address 命令，系统弹出 Word/Address 窗口。 在 M_Misc 节点中添加 M77。 在 Add/Modify Word/Address 窗口中，调用宏：WaxisMachineMotion, Override value= -600。 在主窗口右下角单击 MDI ：M77 注意：如果你执行 M77 指令并且系统提示一个错误信息“M77 is not supported”,但是你定义的方法是 正确的。问题可能是 M77 被定义在 M*的后面，因为在 M*后面的定义将不能被读取。解决问题： 拖动 M77 在 M *的上面。 在主窗口右下角单击 MDI: M77 这时尾部支撑朝零件移动但是不停止。 Reset 按钮。 Reset 按钮。 5．添加一个宏给 M77 使尾部支撑当接触到零件时停止。 在 WaxisMachineMotion 之前，添加下面的宏。 TouchComponentName, override Text = W 。 Touch ，如图 114.2 所示。 图 114.2 添加宏 Touch 在主窗口右下角单击 在主窗口右下角单击 Reset 按钮。 单步运行。 MDI ：M77，如图 114.3 所示。 274

Vericut 教程

VERICUT应用实训教程

Session1 介绍VERICUT 仿真过程 在进行操作练习前，建议首先要熟悉一下Vericut 的工作环境的交互界面 VERICUT6.2具有WINDOWS 风格的用户界面，包含标准的窗口控制图标，窗口最小化/最大化、下拉式主菜单、快捷菜单、工具栏、状态栏、工作区等。如下图所示： 标题栏：显示VERICUT 系统名称和当前文件名称 主菜单：标准的下拉式主菜单,包含VERICUT 系统中的所有命令 工具栏：显示常用命令的图标 视图区：加工环境的实时显示区域 仿真速度滑条：用来调节模拟速度 项目树： 模拟加工所需项目的树形结构集合 标题栏 主菜单 工具栏 视图区 项目树 仿真控制按钮 进程条 加工信息区 状态指示灯 仿真速度滑条

加工信息区：显示仿真过程中VERICUT系统所提供的错误、警告等信息 状态指示灯：分别表示碰撞，探针，子程序，刀补，循环，运动状态，优化和系统的各个状态。 进程条：显示加工仿真、优化刀位轨迹等的进程 仿真控制按钮：用来控制加工仿真、优化刀位轨迹等的进程 如果通过CAD\CAM接口传入相关信息到VERICUT软件中，创建好刀具库，创建毛坯并放置到位，这样一个项目文件就可以配置好了。这一课教将教你如何加载一个已经配置好的项目文件进行模拟仿真、缩放及旋转操作。 1．打开项目文件 vericut.vcproject。 ?运行VERICUT软件。 ?选择File>Open命令，系统弹出Open Project对话框。 ?在Shortcut下拉列表框中选择Library选项。 ?在文件列表框中选择vericut.VcProject。 ?单击Open按钮确认打开文件。 ?在工具条上单击图标，显示项目树窗口，如图1.1所示。 图1.1 项目树 ?在Project tree（项目树）中，选择Project: vericutm，右击鼠标右键选择Expand All Children选项，如图1.2所示结果。