【doc】 齿轮仿真加工在UG中的实现

【doc】 齿轮仿真加工在UG中的实现 齿轮仿真加工在UG中的实现 2005年第12期?工艺与装备? 文章编号:1001—2265(2005)12—0089—02 齿轮仿真加工在UG中的实现 黄勇,张博林 (华东交通大学机电工程学院,南昌330013) 摘要:文章简要介绍了UG二次开发的常用接口,阐述了齿轮切齿仿真加工的原理,并且在UGNX3.0中,实现了MFC类库 的调用,解决了如何在UG二次开发中融入MFC的问题.然后,以齿轮仿真加工为例,计算出了相应的刀具参数,采用参数 化设计的思想,建立了齿轮刀具与齿轮毛坯的简化模型,根据齿轮加工原理,对齿轮切齿过程进行动态的仿真,完成了参数 设计计算与仿真加工的一体化,为UG的其它二次开发提供参考与借鉴. 关键词:UG二次开发;参数化设计;MFC;齿条刀具;加工仿真 中图分类号:rG6l0.6:TP391.7文献标识码:A RealizationofMachiningSimulationofGearBasedonUG HUANGYong.ZHANGBo1in (SchoolofMechanicalandElectronicsEngineering,EastChinaJiaoTongUn iversity,Nanchang330013,China) Abstract:ThearticleintroducestheUGusualsecondarydevelopinginterfacesandtheprincipleofgearmachining.Inaddition,itpresents realizationofusingMFCbasedonUGandhowtomergeMFCintoUGsecondarydevelopment.Takingsimulationofgearmachining,itsets outcomputationofthecutterparametersandapplicationofparameterizeddesignonsimplifiedmodelofcutterandgearcoughbasedonUG NX3.0,aswellasrealizationofdynamicsimulationofmachiningaccordingtotheoryofgearmachiningandtheintegrationofcomputation andsim~ation.Itcanprovideareferenceforotherdevelopments. Keywords:secondarydevelopmentofUG;parameterizeddesign;MFC;rackcutter;machiningsim~ation 0引言 齿轮是机械工业中重要的零部件之一,决定齿轮加工质量 的关键因素是齿轮刀具.而刀具的法向齿形决定齿轮最终的加 工形状,研究它的参数化设计,可视化的观察齿轮加工过程在实 际中具有重要的意义. 1UG二次开发简介 UG软件提供了CAD/CAE/CAM业界最先进的编程工具集, 以满足用户二次开发的需要,这组工具集称之为UG/Open,是一 系列UG开发工具的总称,它们随UG一起发布,以开放性架构 面向不同的软件平台提供灵活的开发支持.主要开发接口有: UG/OPENGRIPUG/OPENAPIUG/OPENMenuScriptUG/OPEN UIStyler. 2切齿jj~-r仿真原理 由于齿轮加工刀具结构复杂,参数多,实体模型文件大,而 加工仿真主要关心的是加工齿轮齿形及齿根的变化及加工结 果,根据范成法齿轮加工原理,因而用与刀具法向齿形一致的齿 条刀具模拟切齿加工仿真过程. 当刀具的分度线与齿轮毛坯的分度圆相切时,如图la,刀具 移动的速度等于齿轮毛坯分度圆的线速度,加工出来的齿轮的 压力角a等于刀具的齿形角,刀具在分度线上的齿厚s等于齿 轮在分度圆上的齿槽宽e,即e=s=mn/2. 当刀具的分度线与齿轮毛坯的分度圆偏移一个距离xm时, 如图lb,刀具移动的速度等于齿轮毛坯分度圆的线速度,与齿轮 分度圆相切的是齿条刀具的节线,是刀具的节线与齿轮分度圆 作纯滚动,刀具在节线上的齿厚s等于齿轮在分度圆上的齿槽 宽e,即e=5=m(n/2—2xtana). (8)标准齿轮 分度圆 分度线 (b)变位齿轮 图1齿轮加工原理 3系统的组成及实现 3.1系统的组成 主要由两部分组成:加工仿真模块和后台数据信息模块. 加工仿真模块主要是完成刀具切齿加工仿真,其加工参数可以 由用户自己输入,也可以从后台数据信息中调入.后台数据信 息模块主要完成用户对齿轮参数库的输入,刀具参数的计算及 收稿日期:2005—06—13;修回日期:2005—07—27 作者简介:黄勇(1959).男,南昌人,华东交通大学机电工程学院副教授,研究方向为先进制造技术等,(E—mail)nc3000@tom.com. ? 89? ? 工艺与装备?组合机床与自动化~jn-r技术 齿轮参数库和刀具参数库的管理.其组成如图2所示. 滚刀种类; 圈j 图2系统的组成 3.2关键技术 (1)刀具与齿轮毛坯参数化设计 主要通过UG/OPENAPI调用UG!OPENGRIP程序来实现, UG/OPENGRIP主要用实体建模命令进行实体建模. (2)UG中MFC类的调用 首先,在VC++环境中,建立DLL程序框架 再次,添加以下代码 extem”C,,DllExportvoidgear— database—func()//gear— para— para—database— func函数名 {interrorCode=UF—initialize(); if(0==errorCode) {AFXMANAGESTATE(MxGetStatieModuleState()); CGearParaMaingearparamain— dialog;//CGear— Para— Main自定义对话框类 gear—para—main—dialog.DoModal();} errorCode=UF— terminate();} e)【tem”C,,inttrfusr— ask—unload(void) {return(UFUNLOADUGTERMINATE);} 接着,在vC++的Project/Setting的Link选项中添加libufun. 1iblibugopenint.1ib,编译并连接. 最后,将生成的LIB文件拷贝到需要的工程文件夹中,并在 工程中先申明,后引用,同时,Project/Setting的”nk选项中添加 LIB文件.程序中调用后台数据主要就是采用这种方法,只是创 建的是数据库类. 图3创建齿轮刀具设计及仿真系统窗口 (3)加工主要程序的设计 do/lblO0:,j,2,360/angle+10,1$$加工过程,hob—cutter存 刀具中间实体,Gear存毛坯中间实体,Gear2存布尔运算后的毛 坯实体. hob— cutter(j)=transf/trans,hob—cutter(卜1)$$hob—cutter (1)是刀具初始实体,Gear(1)是毛坯初始实体,trails刀具移动距 阵C(j一1)=subtra/Gear(j一1),with,hob—cutter(j—1),I. FERR,lblO0:Gear(j)=Lrans~mt,Gear2(i—1)$$rot毛坯旋转距 ? 9O? 阵 delete/Gear(j一1) lbl0o: 4设计实例 下面以标准滚刀的法向齿形而形成的齿条刀具为例,说明 加工过程. (1)选择菜单. (2)输入齿轮参数,并添加到齿轮参数库中,如图4. 5. 图4齿轮参数窗口 (3)计算齿条刀具参数,并添加到刀具参数库中,如图 图5计算刀具参数窗El (4)从库中调人参数,开始加工,如图6. 图6加工时窗口 (下转第96页) ? 管理技术?组合机床与自动化加工技术 激活销售部的S—Agent并向其发送新的订货请求消息,S—Agent 根据产品的物料码查询成品库库存,如果库存数量足够的话,则 向T—Agent发送运输的消息,同时S—Agent更新自身数据项,即 完成该订单的任务.如果库存数量不够,S—Agent计算出净需 求量,然后将产品型号,数量和交货13期一起发送给制造部的M Agent.MAgent可以根据自己的能力确认是否可以完成,如 有冲突,在此阶段M—Agent和S—Agent可以充分协商,并得出 一 可行解.随后M—Agent将协商的结果通知采购部的P—A— gent.PAgent得到MAgent的生产消息后,首先根据BOM 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 进行分解和原材料的合并工作,生成采购清单,并确认是否能满 足要求,如有冲突则与M—Agent协商解决.反之向M—Agent发 确认消息.M—Agent接到P—Agent的确认消息后,向S—Agent 发出确认消息,至此S—Agent的订单确认过程完成.S— Agent 向工作流管理系统写入订单确认的标志. 整个生产过程由工作流管理系统(WINS)驱动.WfMS中有 预先定义好的工作过程和每一过程执行者的角色指派.这里我 们是通过数据库表方式实现.在指定时刻由系统管理员启动该 订单的生产流程.其基本过程是:采购一质检一入库一原材料 领料一板件插件一板件焊接一整机装配一成品入库. 采购过程采用了移动Agent方式,该移动Agent能够根据采 购人员指定的供应商II)地址,从本地移动到供应商主机上,并 与供应商的ES—Ag~ntl和ES—Agent2进行通讯,获取原材料采 购价格并比较供应商对同一物料的报价,然后将采购的报价带 回本地,由采购员确定采购的对象,并实施采购过程. 当原材料采购完成后,P—Agent向WfMS写入采购完成的标 志.随后WfMS向M—Agent发出生产消息,根据WfMS事先定义 好的流程,指派M—Agent完成从原材料领料到最后成品入库的 每个过程.当M—Agent完成任务后,WfMS则通知P—Agent,P— Agent向T— Agent发出送货消息,至此整个订单工作完成.图5 为P—Agent协商策略的确定过程. 图5P— Agent协商策略确定 4结束语 基于多Agent系统协同制造网络体系结构的合理建立,可以 使得整个系统具有很高的可重构性.表现在当外界环境变化 时,只需要调整相关Agent的功能,或者根据实际需要让Agent 自动加入或撤出系统,而不会影响系统其他的Agent的工作.此 外,Agent可以通过定义Legacy系统接口,配合CORBA等技术, ? 96? 直接在接口层进行与Legacy系统的信息交换,这样在系统进行 集成或者重构时,可以最大限度地使用原有系统,保护原有系统 的投资,减少了系统开发时间.Agent依照企业不同领域所需不 同功能的智能模型来设计,在预先建立的条件满足时,Agent能 够执行动态的环境下设计者定义的任务,连续不断地对环境变 化进行快速响应.利用Agent技术,可以很方便的将系统的集成 范围扩展到协同制造网络中的上下游伙伴企业,甚至供应商的 供应商以及客户的客户.同时由于Agent具有很高的响应性 (Reactivity),所以能够应付系统的突发事件(如:订单的取消,机 器故障等),从而最大程度地减少联盟企业的损失. [参考文献] [1]董进,柴跃廷,杨家本.基于多代理系统的敏捷供需链协调 运作及其优化[J].系统工程理论与实践,2OOO,20(8):7一 l1. [2]RuneTeigen.InformationFlowinaSupplyChainManagementSys— tem.DiplomaThesis.UniversityofToronto,1997. work- [3]HaiZ.,JianC.,YulinF.,eta1.AFederation—Agent— flowSimulationFrameworkforVirtualOrganisationDevelopment lJJ.Information&Management,2002,39(4):325—336. [4]Khedro,T.ADistributedProblem—SolvingApproachtoCollabo— rativeFacilityEngineering.AdvancesinEngineeringSoftware, l996,25(2—3):243—252. [5]Fischer,K.TheDesignofanIntelligentManufacturingSystem.In Proceedingsofthe2ndInternationalWorkingConferenceonCoop? eratingKnowledge—basedSystems,UniversityofKeele,2004,”83 — 99. [6]FininT.,FritzonR.,McKayD.,eta1.KQML—ALanguage andProtocolforKnowledgeandInformationExchange.Tech.Re— port,UniversityofMaryland,Baltimore,1993. [7]仲智刚,潘晓弘,程耀东,等.支持动态联盟的协同制造网 络建立及其支撑环境[J].中国机械工程,2001,12(5):64— 67. (编辑江复) (上接第90页) 5结束语 本文通过在UG平台上进行二次开发,利用UG/OPENAPI, UG/OPENGRIP,VC++,MFC实现了齿轮和刀具的信息管理及加 工仿真,并把MFC成功的融入到了UG二次开发当中,可为其它 方面的UG二次开发提供参考和借鉴. [参考文献] [1]董正卫,等.UG/OPENAPI编程基础[M].北京:清华大学出 版社,2002. [2]王庆林.UG/OPENGRIP实用编程基础[M].北京:清华大学 出版社,2002. [3]袁哲俊,等.齿轮刀具设计[M].北京:清华大学出版社, 1983. (编辑李秀敏)