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      利用CAD/CAM 軟件確定數(shù)控編程中 未知點的坐標(biāo)

      2010-01-01 01:46:54吳勝強趙曉東蒲筠果
      圖學(xué)學(xué)報 2010年3期
      關(guān)鍵詞:零件圖坐標(biāo)值圓弧

      吳勝強, 趙曉東, 蒲筠果

      (邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北 邢臺 054035)

      在數(shù)控加工中,對于那些刀具在一次切削過程中始終在某一坐標(biāo)平面內(nèi)運動的零件,如圖1所示,其數(shù)控編程方法普遍采用手工編程。手工編程時,在完成工藝分析和確定走刀路線后,對零件輪廓圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理就成為程序編制的關(guān)鍵。

      對于僅由直線段和圓弧兩種幾何元素構(gòu)成的平面輪廓零件,由于機床數(shù)控系統(tǒng)具有直線和圓弧的插補功能,因此程序編制中的數(shù)學(xué)處理,主要應(yīng)確定未知點的坐標(biāo)值。未知點包含基點(即幾何元素間的聯(lián)結(jié)點,如圖1 中A、B、C點)和圓弧的圓心點(如圖1 中D 點)或刀位點等。常用的算法有作圖法、代數(shù)計算法、三角函數(shù)計算法、平面幾何計算法等[1-2]。如要計算圖1中的A、B、C、D 點,這些算法非常繁瑣,易出錯。為了提高工效,又快又準(zhǔn)獲得未知點的坐標(biāo),這里介紹一些利用CAD/CAM 軟件(以AutoCAD為例)來求解未知點坐標(biāo)的新方法[3-5]。

      圖1 平面類零件圖

      1 尺寸標(biāo)注法

      數(shù)控編程時,為了編程方便,需要在圖紙上選擇適當(dāng)位置作為編程坐標(biāo)系和編程原點的位置,選定O 點為工件的編程零點,水平為X 軸,垂直為Y 軸[2]。尺寸標(biāo)注法的步驟為:

      (1) 根據(jù)零件圖,將含有未知點部分進(jìn)行繪 圖[6];

      (2) 根據(jù)編程要求修改標(biāo)注樣式中主單位的精度,這里設(shè)為“0.0000”。

      (3) 使用線性標(biāo)注功能在X方向和Y方向,標(biāo)注未知點與編程零點O 之間的尺寸標(biāo)注,如圖2 所示。對A、B、C、D 點與O 點的標(biāo)注尺寸,即為A、B、C、D 點的坐標(biāo)值 (25.9808, 65.0000)、(39.0503, 68.9754)、(75.5907, 51.0246)、(34.6410, 60.0000)。

      圖2 尺寸標(biāo)注法

      2 測量法

      (1) 根據(jù)零件圖,將含有未知點部分進(jìn)行繪圖;

      (2) 使用測量功能,測量OA,如圖3 所示,在命令窗口有:X增量=25.9808,Y增量= 65.0000,此即為A 點的坐標(biāo)值。

      (3) 參照(2),測量OB、OC、OD 即可得B、C、D 各點的坐標(biāo)值。

      圖3 測量法

      3 目標(biāo)捕捉法

      3.1 不用移動UCS 功能的目標(biāo)捕捉法

      (1) 根據(jù)零件圖,將含有未知點部分進(jìn)行繪圖;

      (2) 使用目標(biāo)捕捉功能,捕捉O 點,如圖4(a)所示,得其坐標(biāo)值為(15.0000, 5.0000),捕捉A 點,如圖4(b)所示,得其坐標(biāo)值為(40.9808, 70.0000),將A 點的坐標(biāo)值減去O 點的坐標(biāo)值,即為A 點的坐標(biāo)值(25.9808, 65.0000);

      (3) 參照(2),捕捉B、C、D 點,然后分別減去O 點的坐標(biāo)值,即可得B、C、D 各點的坐標(biāo)值。

      3.2 基于移動UCS 功能的目標(biāo)捕捉法

      (1) 根據(jù)零件圖,將含有未知點部分進(jìn)行繪圖;

      (2) 使用移動UCS 功能,將UCS 的坐標(biāo)零點移動O 點上;

      (3) 捕捉A 點,如圖5 所示,即得其坐標(biāo)值25.9808, 65.0000);

      (4) 參照(3),捕捉B、C、D 點,即可得B、C、D 各點的坐標(biāo)值。

      圖4 不用移動UCS 功能的目標(biāo)捕捉法

      圖5 基于移動UCS 功能的目標(biāo)捕捉法

      4 結(jié) 論

      這些求解方法與傳統(tǒng)的求解方法相比更簡單、準(zhǔn)確、方便、快捷,數(shù)值全部由計算機完成,減輕了人工勞動,減少了出錯的概率;由于作圖精度在AutoCAD 環(huán)境下可根據(jù)實際需要任意設(shè)定,能滿足加工要求。這些方法除能在AutoCAD環(huán)境下實現(xiàn),在其他CAD/CAM 軟件環(huán)境下也能得到相似程度上的實現(xiàn),具有普遍性。

      [1] 《數(shù)控加工技師手冊》編委會. 數(shù)控加工技術(shù)手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005. 4-52.

      [2] 畢毓杰. 機床數(shù)控技術(shù)[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2002. 62-63.

      [3] 陳建良, 金 濤, 童水光. 基于點的鞋楦CAD/CAM技術(shù)[J]. 計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報, 2005, (5): 1124-1128.

      [4] 謝 叻, 周儒榮, 阮雪榆. 自由曲面零件余量加工算法[J]. 機械工程學(xué)報, 2003, (5): 104-106.

      [5] 劉建萍, 葉邦彥. 運用CAXA 電子圖板解決CNC 車床編程中的難點問題[J]. 工程圖學(xué)學(xué)報, 2005, 26(1): 6-11.

      [6] 唐立山, 陳祝林. 數(shù)控技術(shù)中手工編程的基點和刀位點坐標(biāo)求解方法[J]. 工具技術(shù), 2005, (10): 17-18.

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