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        基于VB開(kāi)發(fā)的智能平臺(tái)在圓錐曲線異形螺紋中的應(yīng)用

        2021-07-23 07:23:42翁劍峰劉二強(qiáng)
        制造技術(shù)與機(jī)床 2021年7期
        關(guān)鍵詞:宏程序異形雙曲線

        徐 兵 翁劍峰 劉二強(qiáng)

        (①臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院,浙江 黃巖 318020;②太原科技大學(xué),山西 太原 030024)

        螺紋種類繁多,應(yīng)用越發(fā)廣泛[1-3],然而牙型為圓錐曲線的異形螺紋由于編程加工難,功能未得到充分發(fā)揮,在生活中很少見(jiàn)到。該類螺紋一般采用數(shù)控車削宏程序編程[4-5],鐘璞等[6]利用宏程序解決了在橢圓面上車削多頭傳動(dòng)螺紋的難題;黃松[7]介紹了橢圓曲線螺紋,雙曲線螺紋和余弦曲線螺紋零件的宏程序編制方法。這些方法思路各異,過(guò)程繁瑣,沒(méi)有統(tǒng)一。為了簡(jiǎn)化圓錐曲線牙型螺紋編程,文章以FANUC-Oimate系統(tǒng)為例,在前期研究圓錐曲線極坐標(biāo)統(tǒng)一方程的基礎(chǔ)上[8],提出了1個(gè)適合這3種圓錐曲線牙型螺紋的極坐標(biāo)宏程序統(tǒng)一編程模式,并通過(guò)Visual Basic開(kāi)發(fā)出1個(gè)智能平臺(tái),針對(duì)不同的圓錐曲線異形螺紋,在平臺(tái)上修改關(guān)鍵參數(shù),即可獲得該類螺紋零件的宏程序,同時(shí)在VERICUT仿真軟件得到驗(yàn)證,方便操作,易于加工。

        1 數(shù)控車削圓錐曲線異形螺紋零件極坐標(biāo)宏程序統(tǒng)一模式的建立

        如圖1所示,在前期的工作上[8],通過(guò)圓錐曲線極坐標(biāo)方程,將數(shù)控車削橢圓、拋物線和雙曲線這3種圓錐曲線異形螺紋零件的宏程序歸納,獲得如下的統(tǒng)一宏程序編程。

        O1

        G98

        T0101

        M3S800

        G0X100Z100

        G0(D+2)#1=θ1

        (定義變量#1為極角θ,且最小值為θ1)

        N10#2=X0+e*p*COS[#1] /[1+e*SIN[#1]]

        (#2為計(jì)算二次曲線上M點(diǎn)的x’坐標(biāo))

        #3=Y0-e*p*SIN[#1]/[1+e*SIN[#1]]

        (#3為計(jì)算二次曲線上M點(diǎn)的y’坐標(biāo),即半徑值)

        G0X [2*#3]Z[#2+f]

        (快速定位到螺紋第一個(gè)切削起點(diǎn),f為螺紋螺距)

        G32Z-(L+0.5)F(f)

        (第一刀螺紋切削,L為螺紋總長(zhǎng),)

        G0X(D+2)

        (D為螺紋外徑)

        Z6

        (第一刀螺紋切削完畢,退回到循環(huán)起點(diǎn))

        #1=#1-1

        (極角重新賦值,不斷減少)

        IF[#1GEθ2]GOTO10

        (條件循環(huán)語(yǔ)句,極角變化大于θ2時(shí),回到程序段10)

        G0X100Z100

        M30

        2 基于VB的圓錐曲線異形螺紋零件宏程序智能平臺(tái)的開(kāi)發(fā)

        如圖1所示,圓錐曲線異形螺紋零件的宏程序模式統(tǒng)一,邏輯性強(qiáng),但操作困難,而VB是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛也是可視化的程序開(kāi)發(fā)工具之一[9-10]。因此采用VB開(kāi)發(fā)圓錐曲線異形螺紋零件宏程序智能平臺(tái),可使平臺(tái)人機(jī)界面友好,可操作性強(qiáng)。

        2.1 智能平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

        本平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)的功能:(1)接收用戶輸入的圓錐曲線參數(shù);(2)根據(jù)關(guān)鍵參數(shù)e的大小,輸出不同的圓錐(橢圓、雙曲線和拋物線)示意圖;(3)圓錐曲線異形螺紋零件的宏程序NC代碼生成及輸出。

        2.2 智能平臺(tái)界面設(shè)計(jì)

        為了增強(qiáng)平臺(tái)界面的可視化,如圖2所示,平臺(tái)界面中加入一個(gè)圖形窗口,顯示用AUTOCAD繪制的圓錐曲線示意圖,示意圖中對(duì)應(yīng)的參數(shù)在右側(cè)文本框里顯示,用戶可根據(jù)實(shí)際的加工零件需求輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù),如表1所示。

        表1 圓錐曲線異形螺紋參數(shù)界面標(biāo)簽及含義

        2.3 變量賦值與運(yùn)算

        在VB的源代碼中,在智能平臺(tái)界面輸入的參數(shù)數(shù)據(jù),即可進(jìn)行程序運(yùn)算。

        部分計(jì)算程序源代碼如下:

        (1)輸出程序代碼到智能平臺(tái)界面,供用戶調(diào)用

        Private Sub CommandButton1_Click()

        TextBox1.Value = ""

        mystr = Sheet1.Range("D5").Value

        ′D

        If Len(D.Value) >= 1 Then

        vD = Val(D.Value) + 2

        mystr = Replace(mystr, "{{D+2}}", vD)

        Else

        MsgBox "請(qǐng)輸入直徑D"

        Exit Sub

        End If

        ′ X0

        If Len(X0.Value) >= 1 Then

        vX0 = Val(X0.Value)

        mystr = Replace(mystr, "{{X0}}", vX0)

        Else

        MsgBox "請(qǐng)輸入X0"

        Exit Sub

        End If

        ……………………

        TextBox1.Value = mystr

        (2)根據(jù)e值,加載零件仿真加工示意圖

        部分輸出代碼如下:

        evalue = Val(e.Value)

        If Val(e.Value) > 1 Then

        Image2.Picture = LoadPicture(ThisWorkbook.Path + "imgsg1.jpg")

        ElseIf Val(e.Value) = 1 Then

        Image2.Picture = LoadPicture(ThisWorkbook.Path + "imgse1.jpg")

        Else

        Image2.Picture = LoadPicture(ThisWorkbook.Path + "imgsl1.jpg")

        End If

        End Sub

        …………………….

        2.4 NC程序的生成及加工驗(yàn)證

        如圖2所示,參數(shù)設(shè)置完后,點(diǎn)擊“生成代碼”,即可生成圓錐曲線異形螺紋零件的宏程序,顯示在界面右邊框中,該宏程序可直接在機(jī)床上執(zhí)行。同時(shí),相關(guān)的零件仿真圖出現(xiàn)在界面左下角邊框中?,F(xiàn)對(duì)數(shù)控車削不同圓錐曲線異形螺紋零件進(jìn)行宏程序代碼生成并加工驗(yàn)證。

        (1)橢圓(e<1)

        (2)雙曲線(e>1)

        圖7中拋物線方程x′2=10y′,FM點(diǎn)與Z軸夾角,即極角θ變化范圍為(-10.389 °,190.389°),且e=1,p=5,且焦點(diǎn)F坐標(biāo)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(X0,Y0)為(-5,18.9)。將獲得的參數(shù)輸入到圖2文本框中,生成的代碼在機(jī)床上執(zhí)行,加工后的零件如圖8所示。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)圓錐曲線中橢圓、雙曲線和拋物線異形螺紋零件反復(fù)的運(yùn)算和調(diào)試,該智能平臺(tái)生成的程序符合設(shè)計(jì)要求。

        圓錐曲線異形螺紋零件的加工,關(guān)鍵在于程序,它決定了數(shù)控加工的精度和速度。通過(guò)VB編制該類零件的宏程序,操作界面可視化高,簡(jiǎn)單易懂。該方法和技術(shù)在實(shí)際機(jī)床加工中得到了驗(yàn)證,具有極高的推廣意義。

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