proe箱體類零件的CAD/CAM二次開發(fā)

2013-07-24 by:ProE/Croe學習中心來源:仿真在線

1 箱體類零件的結構特點

箱體類零件一般起著支撐、容納、定位和密封等作用,外形大多為6個或5個平面組成的封閉式多面體,分整體式和組合式兩種。箱體的種類很多,其尺寸大小和結構形式隨著機器的結構和箱體在機器中功用的不同而存在著較大的差異。但從工藝上分析,它們?nèi)杂性S多共同之處,其主要結構特點大致有:結構形狀比較復雜,加工精度要求高,加工工序多、工藝復雜。

2 箱體類零件的CAD/CAM系統(tǒng)設計

2.1 CAD/CAM系統(tǒng)總體結構

2.2 基于特征的箱體類零件信息描述

特征是指在設計、制造及相關過程中可以識別的、包含特定形狀和工程意義的基本信息單元?；谔卣鞯牧慵畔⒚枋龇椒ú皇前磦鹘y(tǒng)的幾何體、素(如塊、體、圓柱體等)來描述零件,而是根據(jù)零件的幾何特征(如孔、槽等)或加工工藝特征(如是否車、銑、銼等)來描述零件。在具體的描述方法中,不僅含有結構和幾何信息,同時含有制造和工藝信息,是設計中體素概念與制造加工過程中形面概念的綜合反映。這就使得設計和制造融為一體,相互之間易于實現(xiàn)信息的共享和交換。

因為proe支持面向對象的技術,而其自身具有全相關性的尺寸驅動功能。為了與proe緊密結合,最大限度的利用proe內(nèi)部的強大內(nèi)核,本系統(tǒng)采用了面向對象的設計方法,用類和對象來定義特征,并利用對象的封裝性實現(xiàn)對特征的封裝,只要指定系統(tǒng)控制模塊幾個特征參數(shù)就可以完全確定特征的形狀。特征作為幾何信息和非幾何信息的載體,在本系統(tǒng)中是用一組私有變量來定義的,系統(tǒng)提取的零件信息就儲存在這些變量當中。

在零件的產(chǎn)品建模過程中,形狀特征是產(chǎn)品定義模型中最主要的內(nèi)容,設計人員主要是從滿足功能要求、裝配要求、制造工藝要求等幾個方面來構造零件,所以不同的零件特征對于構造零件的形狀所起的作用是不同的。本系統(tǒng)將特征劃分為主形狀特征和輔助形狀特征。主形狀特征用于構造零件的主體形狀結構,輔助形狀特征用于對形狀結構進行局部修飾,它附加于主特征之上。箱體零件無論為何種類型,其形體一般是由包容其它組件的空腔、軸承孔、安裝板、筋板等組成,因些可以把箱體基體作為主特征,而把其它的所有結構作為輔助特征。

2.3 箱體類零件NC加工過程描述

從總體上講利用Pro/NC生成數(shù)控程序的過程與產(chǎn)品實際加工的流程是一致的,包括以下幾個部分:

1)加工前準備。包括:創(chuàng)建工件參考模型;創(chuàng)建工件。建立加工數(shù)據(jù)庫(包括NC機床、刀具、夾具配置等)。

2)創(chuàng)建NC加工文件。

3)建立制造模型。選擇或創(chuàng)建工件,與所設計的箱體零件(參考模型)裝配在一起建立制造模型。

4)定義操作。操作是一系列NC序列的集合,包括定義操作模式、定義機床、定義夾具、定義加工坐標系、定義初始點和返回點、定義工件材料、定義退刀面等。

5)定義NC序列。NC序列是在加工條件下來描述刀具運動軌跡的,包括建立NC加工類型、設置加工刀具、設置加工工藝參數(shù)、選擇加工對象、定制刀具路徑等。

6)后置處理。通過后置處理產(chǎn)生適于指定數(shù)控機床的數(shù)控加工代碼,實現(xiàn)零件的數(shù)控加工。

3 在proe環(huán)境下系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

在箱體類零件設計和加工系統(tǒng)的實施中,選用proe Wildfire 2.0軟件作為開發(fā)平臺,以Visual C++開發(fā)工具,向proe Wildfire環(huán)境中添加菜單,擴展proe的功能。為此需要編寫應用程序模塊,與proe Wildfire進行功能連接。當然,對于用戶而言,該功能也可選用其它的CAD/CAM系統(tǒng)加以實施,這一點在本質上是一致的。

3.1 開發(fā)工具簡介

Pro/TOOLKIT應用程序是指利用proe系統(tǒng)提供的PrOITOOLKIT工具包的支持,用C++語言進行程序設計,建立能夠在proe環(huán)境下運行的程序(后綴為.exe)或動態(tài)庫鏈接文件(后綴為.DLL)形式的程序。Pro/TOOLKIT支持在Windows2000/NT/XP操作系統(tǒng)下使用C語言或C++語言進行程序設計,本系統(tǒng)采用Microsoft Visual C++6.0作為編譯器和連接器,在此集成環(huán)境下完成程序的設計、調(diào)試和編譯。

3.2 箱體零件CAD系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.2.1 源文件編寫

源文件包括資源文件和程序文件。資源文件包括菜單資源和對話框文件。

1)菜單欄菜單資源文件編寫:將編寫好的菜單文件保存為“*.txt"格式的文本文件。

2)程序源文件的編寫:使用C/ C++語言編寫,是整個程序開發(fā)的核心部分。該過程要創(chuàng)建動態(tài)連接庫文件,選擇“動態(tài)庫連接使用共享MFC DLL”選項。

3.2.2 程序的編譯和連接

1)設置頭文件包含路徑

ProfrOOLKTT頭文件位于protoolkit/include文件夾下,在VC的集成開發(fā)環(huán)境中選擇“工具/選擇”,打開選擇對話框,進行設置。

2)設置庫文件路徑

方法同1),庫文件位于protoolkidi486-nt/obj文件夾下。

3)設置連接所需庫文件

在“project/settings”菜單下,設置圖鏈接文件,在“分類”選項中選“Link ”。其中mpr.lib為VC++系統(tǒng)的靜態(tài)庫鏈接文件。Protk-dll.lib為Pro/TOOLKIT所需的靜態(tài)庫鏈接文件。由于沒有采用Pro/ TOOLKIT提供的make文件生成應用程序,在VC++環(huán)境下直接連接會出現(xiàn)報錯而不能生成DLL文件,因此要設定強制文件輸出。

3.2.3 應用程序注冊

注冊文件是一個記事本文件。制作一個“ protk.dat”的注冊文件,通過這個文件向proe提供Pro/TOOLKIT應用程序的相關信息。這樣才能使Pro/TOOLKIT應用程序加載到proe環(huán)境中,并在其中運行。

3.3 箱體零件CAM系統(tǒng)的實現(xiàn)

目前proe已在制造業(yè)中得到了廣泛的應用,但在其NC程序設計環(huán)節(jié)中操作比較復雜,特別是需要人工方式輸入大量的參數(shù),工作量很大,從而影響了系統(tǒng)的使用效率。通過對Pro/NC的二次開發(fā)技術研究,在proe進程中加入交互菜單,通過菜單實現(xiàn)對外部刀具數(shù)據(jù)庫的訪問,實現(xiàn)刀具參數(shù)的自動輸入,在很大程度上減輕了操作人員的工作強度,減少了錯誤率,同時提高了NC編程的效率。顯示了proe系統(tǒng)、Pro/TOOLKIT應用程序和MFC應用程序之間的通信關系。

3.3.1 建立切削刀具庫文件

根據(jù)Pro/NC模塊中的車、銑加工類型,主要用Access數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建這兩類加工的相關數(shù)據(jù)庫(車削刀具庫和銑削刀具庫),并通過ODBC接口來訪問數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)以創(chuàng)建銑削刀具庫為主要工作。

1)在Pro/NC刀具設置對話框中,根據(jù)詢問提示的內(nèi)容輸入各種刀具參數(shù)。

2)利用Access建立名為“銑削刀具庫”文件,其中包括多個不同類型的表格,并將各種刀具的參數(shù)按照表的格式進行設置。

3)將銑削刀具庫中各種類型的刀具表格轉換成記事本文件格式,供proe在設計NC序列時直接調(diào)用。

4)設置數(shù)據(jù)源(ODBC),用于應用程序訪問所建立的切削刀具庫。

3.3.2 刀具庫的訪問

編寫以*.txt為后綴的菜單文件,創(chuàng)建Pro/WildTapOutput.dll文件(該文件用來最終訪問切削刀具庫),利用Pro/TOOLKIT實現(xiàn)菜單的添加。設置proe的啟動目錄修改屬性、設定Pro/TOOLKIT的頭文件路徑,編寫注冊文件,注冊運行應用程序,建立訪問銑削刀具庫文件。

4 系統(tǒng)運行驗證

導入?yún)⒖剂慵?GPJ加壓過濾機減速器箱體),進行必要的特征加減和參數(shù)修改與設置,運用建立的CAD系統(tǒng)完成該零件的實體造型設計;根據(jù)加工工序,在NC序列的設置過程中,系統(tǒng)彈出刀具設置對話框時,通過添加的菜單,啟動訪問外部刀具庫程序,完成刀具參數(shù)的調(diào)用,并根據(jù)實際加工條件對刀具參數(shù)進行必要的修改,如此完成整個箱體零件的加工內(nèi)容設置。執(zhí)行后處理程式,生成指定數(shù)控機床的NC代碼和NC檢測。經(jīng)過刀具路徑模擬和加工仿真驗證,生成的數(shù)控程序完全正確。

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