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        UG/OPEN API在汽車模具編程中的應(yīng)用

        2015-12-02 01:42:36
        制造業(yè)自動(dòng)化 2015年10期
        關(guān)鍵詞:毛坯對話框按鈕

        高 原

        GAO Yuan

        (天津汽車模具股份有限公司,天津 300308)

        0 引言

        汽車沖壓模具基體結(jié)構(gòu)主要包括平面、立面和孔等,模具二維編程主要是利用CAM軟件編制面和孔的編程。由于模具整體輪廓尺寸大,鑄件毛坯等原因,所有加工面、孔的鑄造貼量是不均勻的。為了使UG CAM模塊更加符合鑄件的編程及加工特點(diǎn),我們需要借助API函數(shù)庫,基于UG CAM模板,使用C++語言進(jìn)行專業(yè)化的二次開發(fā),使UG CAM更加符合模具加工的要求。

        1 CAM輔助模塊開發(fā)背景

        使用UG CAM模板策略編制一個(gè)同時(shí)加工多個(gè)面的程序(oper_tag)時(shí),毛坯余量(Blank Distance)只能設(shè)置一個(gè)固定值,且這個(gè)值需要人工輸入,如圖1所示。但是鑄件無法保證所有面的鑄造量均勻一致。通過逆向工程得到四個(gè)平面實(shí)際鑄造量分別為15mm,18mm,17mm,19mm,如圖2所示。為了加工時(shí)程序的安全,編程員只能將Blank Distance參數(shù)框輸入19,如圖1所示。加工1,2,3號(hào)面時(shí)機(jī)床Z向總共空運(yùn)行7mm。

        圖1 FACE_MILLING編程模板

        這就體現(xiàn)出了UG軟件通用CAM模塊在汽車模具編程加工過程中的弊端:1)不符合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn),功能不夠強(qiáng)大;2)浪費(fèi)編程及加工工時(shí);3)手動(dòng)輸值極易出錯(cuò)等。

        圖2 模具理論貼量與實(shí)際鑄造貼量

        2 面余量分析模塊設(shè)計(jì)思路

        通過調(diào)用API中UDOP(User Defined Operations)系列函數(shù),在PROFILE_3D策略基礎(chǔ)之上,進(jìn)行開發(fā)主要實(shí)現(xiàn)針對每一邊界存儲(chǔ)自己一組數(shù)據(jù)。使用UIStyler編輯器生成一個(gè)UG風(fēng)格的對話框,以便于操作和顯示分析計(jì)算結(jié)果,如圖3所示,對話框顯示了某一邊界所包含的一組數(shù)據(jù):毛坯余量、每層切深、側(cè)面余量、底面余量以及毛坯增量,五個(gè)按鈕分別實(shí)現(xiàn)批量編輯毛坯余量、批量修改底面余量、自動(dòng)修改參數(shù)和指向前一邊界、指向后一邊界。面板中設(shè)置一個(gè)用戶邊界參數(shù)開關(guān)“Custom Boundary Data”,關(guān)掉后所有邊界按照相同參數(shù)設(shè)置,如同圖1所示UG自帶加工策略。點(diǎn)擊“后一邊界”或“前一邊界”顯示相應(yīng)邊界的五參數(shù)。

        圖3 面余量分析模塊對話框

        圖4 程序?qū)傩员?/p>

        利用UIStyler提供的控件資源,組裝好對話框,并規(guī)劃好控件的布局,確定響應(yīng)控件事件的回調(diào)函數(shù),保存生成Edit_para.dlg,Edit_para.c和Edit_para.h文件。在Edit_para.dlg中自定義各回調(diào)函數(shù)后,通過編譯生成Edit_para.dll。調(diào)用Edit_para.dll執(zhí)行UG/Open API函數(shù)、訪問Edit_para.dlg資源文件,實(shí)現(xiàn)面余量分析對話框界面功能。將最終計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在程序的屬性表(Attributes)中,如圖4所示。

        所有數(shù)據(jù)保存完后,不同鑄造平面根據(jù)屬性表中對應(yīng)的數(shù)值而生成不同高度的刀軌,鑄造量大的就多加工幾刀,鑄造量少的就少加工幾刀。

        3 面余量分析模塊設(shè)計(jì)流程

        1)選擇一個(gè)程序后進(jìn)入面余量分析模塊。系統(tǒng)判斷所選程序是否包含加工邊界mill_area,如果程序沒有加工邊界,則返回程序。

        2)程序中存在mill_area,則等待用戶下一步操作:單擊批量修改毛坯余量按鈕則進(jìn)入3);單擊批量修改底面余量按鈕則進(jìn)入4);單擊Auto Parameter按鈕則進(jìn)入5);單擊OK按鈕,系統(tǒng)提示用戶是否保存文件,如果需要?jiǎng)t保存文件,程序終止;單擊Back或Cancel按鈕則程序終止。

        3)判斷是否選擇了毛坯體,如果存在毛坯體則計(jì)算出毛坯余量值,如果沒有毛坯體,則退出計(jì)算進(jìn)入2)。

        4)判斷是否選擇了毛坯體,如果存在毛坯體則計(jì)算出底面余量值,如果沒有毛坯體,則退出計(jì)算進(jìn)入2)。

        5)判斷是否選擇了毛坯體,如果存在毛坯體則計(jì)算出當(dāng)前邊界對應(yīng)的毛坯余量值和底面余量值等,點(diǎn)擊后一邊界計(jì)算下一邊界各參數(shù)值,直至所有邊界計(jì)算結(jié)束。如果沒有毛坯體,則退出計(jì)算進(jìn)入2)。

        程序流程圖如圖5所示。

        4 核心函數(shù)及算法

        4.1 框選毛坯函數(shù)

        圖5 面余量分析模塊程序流程圖

        圖6 按類選擇對話框

        4.2 匹配與計(jì)算函數(shù)

        4.3 某邊界參數(shù)的計(jì)算與匹配方法

        調(diào)用函數(shù)UF_MODL_ask_minimum_dist(),可以計(jì)算出object1與object2在三維空間中的最小距離min_dist,并得到object1與object2上最小距離點(diǎn)pt_on_obj1[3]和pt_on_obj2[3]。

        匹配邊界mill_area的最大距離毛坯面過程,如圖7所示:1)利用API函數(shù)UF_MODL_ask_minimum_dist(),循環(huán)三個(gè)毛坯面face1-3,計(jì)算得到三組最小距離矢量vector1[3],vector2[3],vector3[3];2)加工mill_area時(shí)刀軸方向規(guī)定為ZC[3],找到與ZC[3]平行的矢量,將不平行的vector3[3]排除,即將face3排除;3)然后我們計(jì)算刀軸平行的兩個(gè)面到邊界的最小值min_dist 1,min_dist 2,我們得到最大值min_dist 1,計(jì)算結(jié)束,邊界mill_area的最大距離毛坯面為face1,匹配成功。

        圖7 匹配計(jì)算方法

        循環(huán)程序中所有邊界,即可得到每個(gè)邊界對應(yīng)的毛坯余量值。

        4.4 保存和調(diào)用計(jì)算結(jié)果

        4.4.1 批量修改毛坯余量

        使用函數(shù)UF_ATTR_assign(oper_tag,"CUSTOM_BLANK_DIS",value)將模具基體四角平面不同鑄造量計(jì)算結(jié)果,存儲(chǔ)到程序?qū)傩员?Attributes)中,如圖4所示,其中value包含了數(shù)值:16,19,18,20 (所有毛坯余量都加上毛坯增量1mm,主要是考慮加工更加安全)。

        4.4.2 批量修改底面余量

        對于平面粗加工,底面余量是一致的,為0.5mm。同毛坯余量一樣,存儲(chǔ)在Attributes中。如圖4所示,CUSTOM_FKOOR_STOCK屬性值為0.5;0.5;0.5;0.5。

        4.4.3 修改毛坯余量和底面余量

        此功能是同時(shí)修改某一邊界的毛坯余量和底面余量,這就不存在匹配問題,因?yàn)槿斯みx擇毛坯面就是做匹配。使用函數(shù)UF_UI_select_with_class_dialog()進(jìn)行選擇指定毛坯面,當(dāng)只選擇一個(gè)面時(shí),只修改毛坯余量,選擇兩個(gè)面時(shí),同時(shí)修改毛坯余量和底面余量。再指向下一邊界繼續(xù)選面修改參數(shù),直至修改完所有邊界參數(shù),并將結(jié)果保存到屬性表中。

        4.4.4 數(shù)據(jù)使用

        所有數(shù)據(jù)保存完后,等到程序生成時(shí),調(diào)用屬性表中所有參數(shù),生成一個(gè)包含多個(gè)不同邊界(加工面)不同層切深度(鑄造量)的滿足鑄件毛坯特點(diǎn)的數(shù)控程序。

        5 結(jié)束語

        模具編程過程中,一些人機(jī)交互界面的輸值對話,是經(jīng)常犯錯(cuò)的地方。一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的錯(cuò)誤,可能在數(shù)控機(jī)床上造成重大生產(chǎn)事故。同時(shí)UG CAM模塊因其商品化、通用化的特點(diǎn),不可能滿足復(fù)雜的模具制造,但是它擁有像API這樣的開放性的體系結(jié)構(gòu),用戶可以在通用CAM模塊基礎(chǔ)上,融入專業(yè)知識(shí),構(gòu)建專用CAM系統(tǒng)來滿足要求。這也是UG軟件具有強(qiáng)大生命力的原因之一。

        [1]American EDS PLM solution,Unigraphics NX2.0 Help.

        [2]董正衛(wèi),等.UG/OPEN API編程基礎(chǔ)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002.

        [3]黃翔,等.UG應(yīng)用開發(fā)教程與實(shí)例精解[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.

        [4]C++程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)教程[M].天津:天津大學(xué)出版社,2006.

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