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基于Creo导轨副参数化驱动建模方法研究

2018/1/2    来源:互联网    作者:马凡营  姜洪奎  宋现春  徐淑俭  陈兆钦      
关键字:滚珠直线导轨副  参数化建模  自动装配  
为了实现滚珠直线导轨副的快速仿真分析,需要建立参数化驱动设计平台。以VC++为开发工具,AcceSS为数据库支撑,调用了Creo对象和Pro/TOOKIT函数,将滚珠直线导轨副零部件的参数分类为结构参数、驱动参数和工艺参数,在Creo中添加了导轨副人机交互界面,达到了通过改变输入参数值就能迅速建立滚珠直线导轨副部件模型的目的;建立了数据库以方便输入参数;实现了参数化建模和虚拟化自动装配,装配后进行了干涉检查。此方法可使设计人员更方便快捷地设计导轨副,节省了开发成本,提高了工作效率。

0 引言

    机床的发展水平是衡量一个国家科技水平和现代化的重要标尺之一,而导轨是机床的重要零部件。导轨副优点是结构紧凑、安装简便、承载性能好、反应灵敏,近年来导轨副在国内发展比较迅速,已经广泛应用在加工中心、数控机床上,产品的多样化生产要求直线导轨副的设计分析更加趋于专业化。为了对导轨副进行多体动力学、热平衡等有限元分析,必须精确地建立滚珠直线导轨副。Creo是现阶段比较流行的CADCAMCAE软件之一,其为用户提供了丰富的二次开发工具。根据不同类型的导轨副具有相同或相似的结构,利用对Creo软件进行二次开发实现参数化,能够减少设计中大量的重复性工作从而提高工作效率。

    本文基于Creo软件的Pro/TOOLKIT进行二次开发,为用户提供了友好的交互界面,运用参数化的设计方法,简化了用户的使用难度,加快了参数化导轨副设计的进程,实现了导轨系列产品的快速、高效、参数化、自动化三维实体设计,减少了设计更改50%以上,缩短了开发周期约1/3,降低了研发成本近1/2,安全高效。

1 Pro/TOOLKIT二次开发技术

    Pro/TOOLKIT为PTC专用于Creo二次开发的函数库,它给第三方应用程序和用户提供了与Creo的无缝连接。Pro/T00LKIT封装了很多关于Creo底层资源调用库函数和头文件,外部应用程序可以安全有效地访问Creo数据库和应用程序,使用C语言编程和应用程序与Creo的无缝集成,第三方和客户可以在Creo系统中添加需要的功能。

    对于应用程序,Creo提供了两种工作模式:异步模式(Asynchronous Mode)和同步模式(Synchronous Mode)。前者因使用比较复杂故使用很少,同步模式有动态链接库模式(DLI )和多进程模式(Spawn)。Pro/TOOLKIT应用程序集成到Creo中的标准方法为DLL,在该模式下,通过函数调用来实现Pro/TOOLKIT应用程序和Creo的信息交换。Pro/TOOLKIT开发应用程序包括了3个基本步骤:编写源文件(程序源件和资源文件)、生成可执行文件和可执行文件在Creo中注册并运行。

2 参数化设计

    导轨副是机床的一个重要组成部分,本文把滚珠直线导轨副作为研究对象,在Creo二次开发研究的基础上,对其参数化设计进行研究与开发。滚珠直线导轨副可划分为五个大部件:滑块、导轨、滚珠、端盖和反向器。首先对每个零件进行检查,提取各个零部件主要参数以及需经常修改的详细参数,然后建立滑块、导轨、滚珠、端盖和反向器的尺寸驱动参数。本文基于零件特征建立特征参数,特征参数可分为结构参数、驱动参数、工艺参数。结构参数被用来快速调用导轨副参数化模型;驱动参数的作用是根据客户要求对其进行修改以得到客户需求的导轨副;工艺参数则是对参数化模型细节进行修补改善。滚珠直线导轨副参数的分类见表1。

    表l 滚珠直线导轨副参数分类

    1

    性能参数(刚度等)对结构参数约束,当所建立的模型不能达到导轨副的性能指标时,系统提示错误,进行参数修正。

    利用Creo软件,用户可以方便地建立尺寸参数与模型尺寸关系,点击“工具一关系”建立尺寸驱动与模型的关系,其中驱动参数在“工具一参数”建立.名称在此处自行定义。本设计建立的参数名称和初始值如图l所示,其中定义参数名称采用惯用的导轨副各尺寸标注名称。

3 系统设计

3.1 滚珠导轨副设计原理

    滚珠直线导轨副设计开发平台采用零件并行设计模式,设计流程如图2所示,用户设定模型主要参数。将主要参数输入到计算机,设计数据输入计算机后系统自动完成对模型的校验,确定设计是否可行,不可行系统提示错误,修正进行重新设定;可行,完成模型建立,进入装配,进行自动装配,装配完成进行干涉检查,不满足条件修正参数,满足保存退出。滚珠直线导轨副模型中滚珠的数量众多,占用了大量的时间,各个滚珠尺寸和性能参数相同,完成一个设计后,系统将自动完成其余滚珠的设计。

3.2 用户界面设计

    MFC为Creo对活框开发的可视化工具,其建立的对话框与Creo集成,用户可以高效、方便地与Creo进行交互操作,选取所需要的模型数据.对参数进行设置,简单而且操作快捷。界面中主要是通过编辑框的形式将数据传给参数从而达到改变模型尺寸的目的,如图3所示采用了标签控件实现各个零件对话框的相互切换,将数据输入编辑框便可控制模型尺寸。其具体代码如下:

    2

    DDX_Control和DDX_Text两个函数是将编辑框输入的内容取出来,然后通过函数ProParameter ValueGet将数值传递给参数Φ(滚珠直径)。最后使用函数ProSolidRegenerate完成模型的更新。

    3

3.3 数据库设计

    导轨副特征数据比较多,手工输入效率低,本设计采用了ADO数据管理技术。通过对象模型提供数据的底层连接,比较容易实现。设计平台为模型参数提供数据主要是采用ADO技术访问数据库的形式,将检测仪所提供的Excel数据汇总导人到Access数据库,为ADO数据管理访问数据库做准备。

责任编辑:张纯子
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