花紋塊工具電極毛坯幾何體及下料尺寸圖自動(dòng)生成技術(shù)的應(yīng)用

胡海明，張 浩

（青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山東青島 266061）

通過(guò)對(duì)UG 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，將花紋塊電加工工具電極的毛坯幾何體及其下料尺寸圖的生成變?yōu)橛梢粋€(gè)命令來(lái)實(shí)現(xiàn)，將大大提高工作效率。

1 基于GRIP 的自動(dòng)生成技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

GRIP 程序的編譯和鏈接是在其高級(jí)開(kāi)發(fā)環(huán)境GRADE 下實(shí)現(xiàn)的，使用UG/GRIP 語(yǔ)言編程的流程見(jiàn)圖1。

工具電極毛坯幾何體及下料尺寸圖的自動(dòng)生成程序主要通過(guò)SOLBOX、SOLBLK和LINE 3 個(gè)GRIP 函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（1）SOLBOX 函數(shù)

SOLBOX 是生成實(shí)體的箱體坐標(biāo)命令，該命令的應(yīng)用格式為：

obj list=SOLBOX/obj，[，IFERR，label：]

其中，obj 參數(shù)是已指定的實(shí)體、面或邊的識(shí)別符；IFERR，label：參數(shù)是用來(lái)指定程序?qū)⒁獔?zhí)行的語(yǔ)句標(biāo)號(hào)。

圖1 GRIP 語(yǔ)言編程流程圖

SOLBOX 命令用來(lái)確定箱體的兩對(duì)角在空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。該箱體首先應(yīng)包含所指定實(shí)體，且該箱體的棱邊平行于系統(tǒng)的絕對(duì)坐標(biāo)系，通常該箱體棱邊的尺寸接近能包含所指定實(shí)體的最小值。應(yīng)用該命令后，系統(tǒng)返回一個(gè)包含6 個(gè)元素的一維數(shù)組，設(shè)該數(shù)組為ax(1 to 6)，其與箱體對(duì)角坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 數(shù)組元素與箱體對(duì)角坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

（2）SOLBLK 函數(shù)

SOLBLK 是建立實(shí)體塊命令，該命令的應(yīng)用格式為：

其中，ORIGIN 參數(shù)是SOLBLK 命令的附加修飾詞，表明要建立的實(shí)體塊以下面的數(shù)值為坐標(biāo)原點(diǎn)；xc、yc、zc參數(shù)用來(lái)指定所建立實(shí)體塊的坐標(biāo)原點(diǎn)在空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；SIZE 參數(shù)是SOLBLK命令的附加修飾詞，表明以下為要建立的實(shí)體塊的尺寸；dx、dy、dz參數(shù)用來(lái)指定所建立實(shí)體塊棱邊的尺寸值，這些值可正可負(fù)，且決定著所建立實(shí)體塊與其坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)位置。若為正值，使系統(tǒng)在與相應(yīng)坐標(biāo)軸一致的方向上創(chuàng)建實(shí)體塊的棱邊；若為負(fù)值，則使系統(tǒng)在與相應(yīng)坐標(biāo)軸的反方向上創(chuàng)建實(shí)體塊的棱邊；IFERR，label：參數(shù)是用來(lái)指定如果出現(xiàn)錯(cuò)誤程序?qū)⒁獔?zhí)行的語(yǔ)句標(biāo)號(hào)，其中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤包括無(wú)效的坐標(biāo)格式和無(wú)效的坐標(biāo)值。

（3）LINE 函數(shù)

GRIP 語(yǔ)言提供了9 種生成直線的函數(shù)，由于毛坯下料尺寸圖的4 個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)值完全可由SOLBOX 函數(shù)和SOLBLK 函數(shù)返回值的表達(dá)式來(lái)代替，所以此處使用通過(guò)兩點(diǎn)坐標(biāo)值的方式來(lái)生成一條直線，其格式為：

其中，x1、y1、z1、x2、y2、z2 參數(shù)為所創(chuàng)建直線兩端點(diǎn)的坐標(biāo)值。直線起點(diǎn)坐標(biāo)為x1、y1、z1，終點(diǎn)坐標(biāo)為x2、y2、z2，這兩點(diǎn)的z坐標(biāo)值都是可選的，因此如果僅指定終點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值，則當(dāng)前的深度設(shè)置被認(rèn)為是終點(diǎn)的z坐標(biāo)值；如果起點(diǎn)和終點(diǎn)的z坐標(biāo)都被忽略，則在平行于工作坐標(biāo)系XOY平面的平面內(nèi)繪制該直線。

要實(shí)現(xiàn)工具電極毛坯幾何體及下料尺寸圖的自動(dòng)生成，該程序運(yùn)行時(shí)首先應(yīng)用SOLBOX 命令返回包含所選電極三維模型的箱體的兩對(duì)角坐標(biāo)值，從而確定空間坐標(biāo)系中該箱體的基點(diǎn)坐標(biāo)值，同時(shí)通過(guò)將兩對(duì)角點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值相減，即可確定箱體的長(zhǎng)、寬、高尺寸。待輸入毛坯單邊余量后，將該箱體的基點(diǎn)坐標(biāo)值減去單邊余量，即可確定毛坯幾何體的基點(diǎn)坐標(biāo)值，同時(shí)將箱體的長(zhǎng)、寬、高尺寸加上2倍的單邊余量，即為要生成的毛坯幾何體長(zhǎng)、寬、高尺寸值。運(yùn)行程序后，首先通過(guò)IDENT 函數(shù)來(lái)提示用戶選擇電極幾何體，然后通過(guò)PARAM 函數(shù)實(shí)現(xiàn)電極毛坯單邊余量輸入，即可生成所要的毛坯幾何體。

2 程序的編寫

創(chuàng)建精銑工具電極刀路時(shí)，工作坐標(biāo)系原點(diǎn)位于工具電極三維模型的最高點(diǎn)附近，加工坐標(biāo)系原點(diǎn)與工作坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，且各坐標(biāo)軸的方向也與工作坐標(biāo)系一致，安全平面的設(shè)置也是以此為基準(zhǔn)的。鑒于以上分析，在確定花紋塊工具電極毛坯幾何體時(shí)，ZC坐標(biāo)軸的正方向沒(méi)有必要加單邊余量，且原來(lái)手工創(chuàng)建的毛坯幾何體也是這樣做的。自動(dòng)生成工具電極毛坯幾何體及下料尺寸圖的主要程序如下：

3 程序的運(yùn)行

將以上程序通過(guò)編譯、鏈接后，在指定路徑下生成可執(zhí)行文件，在UG 建模模塊中通過(guò)選擇執(zhí)行文件即可運(yùn)行該程序。程序運(yùn)行后，首先彈出對(duì)話框提示選擇要生成毛坯幾何體的工具電極三維模型（圖3）。如果什么也沒(méi)有選擇，則反復(fù)出現(xiàn)該對(duì)話框，接著便彈出毛坯單邊余量輸入對(duì)話框（圖4），并以mm 為單位，根據(jù)電極三維實(shí)體的形狀輸入適當(dāng)?shù)挠嗔恐担c(diǎn)擊確定后除電極頂面外，其余5 個(gè)面與其所對(duì)應(yīng)的毛坯幾何體的面均有值為所輸入的“毛坯單邊余量（mm）”的距離，且在XOY平面生成了帶有標(biāo)記線的電極下料尺寸圖（圖5）。將該毛坯幾何體移動(dòng)至指定圖層已備加工時(shí)所用，將電極下料尺寸圖輸出至AutoCAD 中標(biāo)注尺寸后即可下發(fā)。

圖3 選擇電極實(shí)體

圖4 輸入毛坯單邊余量

圖5 程序運(yùn)行結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用GRIP 語(yǔ)言編寫的UG 軟件平臺(tái)上的花紋塊工具電極毛坯幾何體及下料尺寸圖的自動(dòng)生成程序界面交互性強(qiáng)、易于操作，實(shí)現(xiàn)了花紋塊工具電極毛坯幾何體及下料尺寸圖的自動(dòng)生成。將該程序應(yīng)用在實(shí)際花紋塊電加工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)使用該程序所需時(shí)間僅為常規(guī)方法的1/8，因此可大大提高工作效率。

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