proe箱體類零件的CAD/CAM二次開發(fā)

2013-07-24 by:ProE/Croe學(xué)習(xí)中心來(lái)源:仿真在線

1 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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(gè)或5個(gè)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(jié)構(gòu)形式隨著機(jī)器的結(jié)構(gòu)和箱體在機(jī)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)大致有:結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜,加工精度要求高,加工工序多、工藝復(fù)雜。

2 箱體類零件的CAD/CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 CAD/CAM系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

2.2 基于特征的箱體類零件信息描述

特征是指在設(shè)計(jì)、制造及相關(guān)過程中可以識(shí)別的、包含特定形狀和工程意義的基本信息單元。基于特征的零件信息描述方法不是按傳統(tǒng)的幾何體、素(如塊、體、圓柱體等)來(lái)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(lái)描述零件。在具體的描述方法中,不僅含有結(jié)構(gòu)和幾何信息,同時(shí)含有制造和工藝信息,是設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)和制造融為一體,相互之間易于實(shí)現(xiàn)信息的共享和交換。

因?yàn)閜roe支持面向?qū)ο蟮募夹g(shù),而其自身具有全相關(guān)性的尺寸驅(qū)動(dòng)功能。為了與proe緊密結(jié)合,最大限度的利用proe內(nèi)部的強(qiáng)大內(nèi)核,本系統(tǒng)采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法,用類和對(duì)象來(lái)定義特征,并利用對(duì)象的封裝性實(shí)現(xiàn)對(duì)特征的封裝,只要指定系統(tǒng)控制模塊幾個(gè)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(lái)定義的,系統(tǒng)提取的零件信息就儲(chǔ)存在這些變量當(dāng)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(shè)計(jì)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(gè)方面來(lái)構(gòu)造零件,所以不同的零件特征對(duì)于構(gòu)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(gòu)造零件的主體形狀結(jié)構(gòu),輔助形狀特征用于對(duì)形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部修飾,它附加于主特征之上。箱體零件無(wú)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(jié)構(gòu)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(shí)際加工的流程是一致的,包括以下幾個(gè)部分:

1)加工前準(zhǔn)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(kù)(包括NC機(jī)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(shè)計(jì)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(jī)床、定義夾具、定義加工坐標(biāo)系、定義初始點(diǎn)和返回點(diǎn)、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(lái)描述刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的,包括建立NC加工類型、設(shè)置加工刀具、設(shè)置加工工藝參數(shù)、選擇加工對(duì)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(jī)床的數(shù)控加工代碼,實(shí)現(xiàn)零件的數(shù)控加工。

3 在proe環(huán)境下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在箱體類零件設(shè)計(jì)和加工系統(tǒng)的實(shí)施中,選用proe Wildfire 2.0軟件作為開發(fā)平臺(tái),以Visual C++開發(fā)工具,向proe Wildfire環(huán)境中添加菜單,擴(kuò)展proe的功能。為此需要編寫應(yīng)用程序模塊,與proe Wildfire進(jìn)行功能連接。當(dāng)然,對(duì)于用戶而言,該功能也可選用其它的CAD/CAM系統(tǒng)加以實(shí)施,這一點(diǎn)在本質(zhì)上是一致的。

3.1 開發(fā)工具簡(jiǎn)介

Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序是指利用proe系統(tǒng)提供的PrOITOOLKIT工具包的支持,用C++語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),建立能夠在proe環(huán)境下運(yùn)行的程序(后綴為.exe)或動(dòng)態(tài)庫(kù)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(yǔ)言或C++語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),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(shè)計(jì)、調(diào)試和編譯。

3.2 箱體零件CAD系統(tǒng)的實(shí)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(duì)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(yǔ)言編寫,是整個(gè)程序開發(fā)的核心部分。該過程要?jiǎng)?chuàng)建動(dòng)態(tài)連接庫(kù)文件,選擇“動(dòng)態(tài)庫(kù)連接使用共享MFC DLL”選項(xiàng)。

3.2.2 程序的編譯和連接

1)設(shè)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(duì)話框,進(jìn)行設(shè)置。

2)設(shè)置庫(kù)文件路徑

方法同1),庫(kù)文件位于protoolkidi486-nt/obj文件夾下。

3)設(shè)置連接所需庫(kù)文件

在“project/settings”菜單下,設(shè)置圖鏈接文件,在“分類”選項(xiàng)中選“Link ”。其中mpr.lib為VC++系統(tǒng)的靜態(tài)庫(kù)鏈接文件。Protk-dll.lib為Pro/TOOLKIT所需的靜態(tài)庫(kù)鏈接文件。由于沒有采用Pro/ TOOLKIT提供的make文件生成應(yīng)用程序,在VC++環(huán)境下直接連接會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)而不能生成DLL文件,因此要設(shè)定強(qiáng)制文件輸出。

3.2.3 應(yīng)用程序注冊(cè)

注冊(cè)文件是一個(gè)記事本文件。制作一個(gè)“ protk.dat”的注冊(cè)文件,通過這個(gè)文件向proe提供Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序的相關(guān)信息。這樣才能使Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序加載到proe環(huán)境中,并在其中運(yùn)行。

3.3 箱體零件CAM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

目前proe已在制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,但在其NC程序設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中操作比較復(fù)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(duì)Pro/NC的二次開發(fā)技術(shù)研究,在proe進(jìn)程中加入交互菜單,通過菜單實(shí)現(xiàn)對(duì)外部刀具數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問,實(shí)現(xiàn)刀具參數(shù)的自動(dòng)輸入,在很大程度上減輕了操作人員的工作強(qiáng)度,減少了錯(cuò)誤率,同時(shí)提高了NC編程的效率。顯示了proe系統(tǒng)、Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序和MFC應(yīng)用程序之間的通信關(guān)系。

3.3.1 建立切削刀具庫(kù)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(kù)創(chuàng)建這兩類加工的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)(車削刀具庫(kù)和銑削刀具庫(kù)),并通過ODBC接口來(lái)訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。本系統(tǒng)以創(chuàng)建銑削刀具庫(kù)為主要工作。

1)在Pro/NC刀具設(shè)置對(duì)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(kù)”文件,其中包括多個(gè)不同類型的表格,并將各種刀具的參數(shù)按照表的格式進(jìn)行設(shè)置。

3)將銑削刀具庫(kù)中各種類型的刀具表格轉(zhuǎn)換成記事本文件格式,供proe在設(shè)計(jì)NC序列時(shí)直接調(diào)用。

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

3.3.2 刀具庫(kù)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(lái)最終訪問切削刀具庫(kù)),利用Pro/TOOLKIT實(shí)現(xiàn)菜單的添加。設(shè)置proe的啟動(dòng)目錄修改屬性、設(shè)定Pro/TOOLKIT的頭文件路徑,編寫注冊(cè)文件,注冊(cè)運(yùn)行應(yīng)用程序,建立訪問銑削刀具庫(kù)文件。

4 系統(tǒng)運(yùn)行驗(yàn)證

導(dǎo)入?yún)⒖剂慵?GPJ加壓過濾機(jī)減速器箱體),進(jìn)行必要的特征加減和參數(shù)修改與設(shè)置,運(yùn)用建立的CAD系統(tǒng)完成該零件的實(shí)體造型設(shè)計(jì);根據(jù)加工工序,在NC序列的設(shè)置過程中,系統(tǒng)彈出刀具設(shè)置對(duì)話框時(shí),通過添加的菜單,啟動(dòng)訪問外部刀具庫(kù)程序,完成刀具參數(shù)的調(diào)用,并根據(jù)實(shí)際加工條件對(duì)刀具參數(shù)進(jìn)行必要的修改,如此完成整個(gè)箱體零件的加工內(nèi)容設(shè)置。執(zhí)行后處理程式,生成指定數(shù)控機(jī)床的NC代碼和NC檢測(cè)。經(jīng)過刀具路徑模擬和加工仿真驗(yàn)證,生成的數(shù)控程序完全正確。

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