【doc】基于CATIA二次开发的五坐标数控机床运动仿真系统

【doc】基于CATIA二次开发的五坐标数控机床运动仿真系统 基于CATIA二次开发的五坐标数控机床运 动仿真系统 基于CATIA二次开发的 董伊鑫,席平 (北京航空航天大学703教研室,北京100083) 摘要:在以WindowsXP为操作系统的微机上,应用VC++6.0工具,基 于ComponentApplicationArchitecture (CAA)组件应用架构的CATIA二次开发技术,建立了一个五坐标数 控机床的运动仿真系统,为进一步建立整个仿真系 统做好了准备. 关键词:CATIA;CAA;二次开发;数控机床;运动仿真 中图分类号:TP391.7文献标识码:A文章编 2333(2005)03-0041-03 号:1002— TheMovementSimulatorofFive——axisNCMachineBasedonSecondaryDevelopmentofCATIA D0NGYi—xin.XIPing (BeijingUniversityofAeronautionandAstlonautics.Beijing100083,China) Abstract:Theartic1eintroducestheimplementofthemovementsimulatoroff ive—axisNCmachine,whichisthesecondary (tevelopmentofCAT1Abasedoncomponentapplicationarchite(ture(CAA) withVC++6.0onwindowsXPoperations.ystem. It’spreparingfnrthewholeprocesssimulatorsystem. Kevwords:CATIA;CAA;secondarydevelopment;NCmachine:movemenl simulator l引言 加丁仿真是虚拟制造的重要内容,数控加丁运动仿 真通过建模软件建机床,并模拟实际的机床运动,使人 们能预先看到制造过程,及时发现生产过程中轨迹错误, 意外碰撞等情况,提高了数控加丁过程的可靠性:我们在 探索CATIA二次斤发的同时,尝试基于CATIA的CAD 造型以及装配等模块,应用CAA(ComponentApplication Architecture,组件心用架构)的CATIA二次开发技术,建 立了五坐标数控机床运动仿真系统 CATIA(ConlputerAidedThree&TwoDimensional InteractionAppli(?ationSystem,计算机辅助j维/二维交 式用系统)V5是IBM/DS基于Windows核心开发的高 端CAD/CAM软件系统:目前CAT1A的最新版本为 V5R14:CATIA系统如今已经发展为集成化的CAD/CAE/ CAM系统,它统一的用户界面,数据管理以及兼容 的数据库和用程序接口,并拥有20多个独的模块? CATIA在模具制造中也有一定的应用: 在闰内,CAq’IA用CAA组件应用架构进行二次开 发刚刚开始不久.相对人员比较少,资料不多,南于 CATIA软件功能的强大以及CAA二次开发功能的强大, 探索和实现基fCATIA的二次开发技术本身也具有很 好的应用价值 2基千CAAV5的CATIA的二次开发方式 2.1CATIA二次舜凝方法 CATIA二次开发接[1是通过两种方式外部程序通 信:进程内应用序(In—processApplication)方式和进程 外应用程序(Out—ProcessApplication)方式.基于CAAV5 的CATIA的二次开发就是属于后者,其功能也比较强大: 具体来说,CATIA的二次开发主要有两种方法:使用 宏对CATIA进行二次开发和使用组件应用架构(CAA— RADE)g~CATIA进行_二次开发: 用户使用宏来记录一系列的操作过程,自动生成代 码:使用VBScript作为编辑]具,这是一种交互方式的定 制:CATIA提供了AutomationAPI用于VBScript对 CATIA的二次开发,AutomationAPI具备r与任何OLE 所兼容的平台进行通讯能力.自动化应用接口町以调用 “lnputBox”及”MsgBox” 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 获取用,输人信息和进行输 }fI,而对于NT用户!J!JJ可以应用VisualBasic来定义更为 复杂的输入输}H而板运行的时候可以给宏关联一个图 怀,并置入CATIA显永框架: 使用宏的方法可以完成一些比较简单的二次开发, 似是也具有一些局限性.比如功能有限,运i不方便,对 话框等与CATIA界而风格结合的不好等基于CAA组件 幢用架构的开发方式则可以解决这问题 2.2组件应用架构fCAA1的结构 CAA组件应用架构是DassauhSystemes产品扩展和 客户进~5-z.次开发的强有力T具CAA产晶包括如下内容: (I)CAARADE快速开发环境,基于Mi(-msoflVisual Studio; (2)CAACATIAV5API,CATIAV5用斤发T具; (3)CAAENOVIALCAV5API,ENOVIALCA幢用开 发广具; (4)CAADELMIAV5API,DEIMIAV5应用开发一I具: (5)CAAENOVIAPORTALV5AP1.EN()VIAPORTAI 机械 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师2005年第3期41 V5应用开发1具: 快速用研发环境RapidApplicationDevelopment Envir0nnt(RADE)是一个可视化的集成开发环境,它提 供完整的编崔f具组RADE以MicrosoftVisualC++6.0 为载体,开发I具完伞集成在了VC++环境中,并且提供 了一个CAA恒架程序编译器,但同时也限制了VC++ff,j 部分功能【】f以说CATIACAA—RADE是日前所有高端 CAD/CAM圩发环境中最为复杂,同时也是功能最为强大 的一个 CAA采用而向对象的程序语言,开发过程可看作是 其组件对象的组合和扩展.CAA采用组件对象模型 (COM)和对象的连接及嵌入(OLE)技术,CAA的架构如 图l所永一 目 图1CAA架构 3运动仿真模块的建立过程 3.,模块划分 五坐标数控机床运动仿真系统可以划分为机眯建, 模块,数卞化模型导入模块,NC文件的渎入及分析模块, 机床运动模块,刀轨显示模块,仿真过程控制模块和仿真 结果数据处理模块: 系统的 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 大致为:首先进入运动仿真T作台,通过 机床数字化导入模块导入机床模型,如果不存在机床模 则麻先建,机床模型;接下来读入NC文件,处提取 运动的点和特征及参数;然后便是运动仿真模块动态显 示机床的运动,并显示刀具轨迹;最后在结果数据处理模 块中会提示是否有碰撞或者机床运动超程的事件,并报 告位于NC文件第几层? 3.2运动仿真模块工作台的生成 CATIAV5将某类包含一系列交瓦命令的一些I具 条分组显示在不同的T作台(workbench)中,这样有利f T具的杏找和使用=任新建的运动仿真]_作台显示乍成 的一系列l具条,菜等,便于以后的操作:l作台的建 需要以下几个步骤一 (I】创建l作台厂(factory)的接1:3(interface); (2)创建l作台厂; (3)创建l作台描述类; (4)创建响应命令(eonlnland)的标题; 42机械工程师2005年第3期 (5)创建I作台并排列图标按钮响庸; (6)提供图片及提示等资源并将新建的作台插入 开始菜单; (7)创建T作台的显示界面. CATBaseUnknown是创建用户界面并实现界面的基 类,所有的接1]都是从IUnknown/CATBaseUnknown继承 的.这个类中建了两个函数分别为CATCmdWorkbench 的CreatWorkbeneh0函数和无返回值类型的 CreteCommandsf1l前面的函数足用来实现顺序插入1=具 条,按钮冈标以及菜单,后面的函数是实现对插入按钮以 及菜单和响应函数的关联.响应(command)类是从 CATC.mmand派生来的生成的T作台及其内部的工 具条和菜单分别如图2,图3和图4所示: 3.3机床模型建立以及机床运动模块的实现 我frl~J用二次开发自已应用代码生成机床数字化模 型,这样有利于后面对于模型的操作和添加机床行程等 约束参数:建模应用了CATIA的产品结构模块,机床文 件为$.CATProduct.首先应用CAAC++的PartDesign 部分建机床各部分的零件,每个部分都为独立的 $ , CATPart文件:然后应用CAAc++的3DPLMPPR组件 实现整个机床的装配. 如图5所示机床的结构包括Base,WorkTable,BaseX, BaseY,BaseZ,BaseA,BaseB,SlideZ,Cutterholder以及显示 刀轨的ToolPath几个CATPart文件组成.可以建立成树 的存储结构,这样在机床移动时就可以知道某一个方向 的运动要涉及到哪几个部分的相应移动或者旋转. 读取NC文件经过处理后提取到移动的方向和坐标 值后,应用CATIDoeRoots接口找到机床模的根产品(Root Produet),遍J打得到要移动的相应机床部件,得到CATI— Movable接口实现相应部分的移动,移动矩阵为CATMath— Transfomlation类.运动仿真的效果阿如图5所示. 3.4刀具轨迹显示 这里用到了CAA的GSM模块和ShapeDesign& Styling模块.可以显示直线,圆弧和样条曲线.生成的刀 轨效果图如图6和网7所示,主要应用到的接口如下: 点的接口:CATIGSMPointCoord; 直线的接口:CATIGSMLinePtPt; 根据两点和半径生成网弧的接口: CATIGSMCircle2PointsRad: 创建参考而的接口:cATIGsMPlaneEquati0n. 4结束语 应用CAA实现r界面二次开发,实体和空间曲线建 模,产品装配及运动效果等.不但可以经过完善实现整个 虚拟加T仿真系统,而且其用到的各种接口也可以应用 在虚拟装配的动I显示方面.应用CAA组件对CATIA软 件进行二次开发,可以大大缩短专用系统的开发周期. CAA组件应用架构,是第三方产品集成和一般客户进行 客户化,个性化设计的强有力的T具,利用CAA完全可 以实现DassauhSystems应用的深层次开发. 因为DassauhSystems应用本身的复杂性和CAA所 涉及的深层次内容,再加卜CATIA本身结构的层次化和 严谨,所以利用CAA进行CATIA二次开发与其他CAD 软件相比,在具有更大的复杂性和难度的同时,也可以实 现更强大的功能 [参考文献] [1j何朝良,安宁.刘毅基于CAA的CAT1A二次开发的研究 lCj中I航牵学会总体分会儿何没计专业委员会第六次学术 交流会c义.西2004 [2J陈宁.飞机发动机机匣零什虚拟制造系统[D]一E京:北京鼽, 航天大学.2004 [3]刘俊堂CAA及j应用[EB/OI]hitp://bl0-s(tn_?et/littlechen/ arlicles/57782.aspx l4CAA,_5ForCAFIAPouudati()osx]DASSAULTSYSTEMS, Mar(h2001 [5] [6J CAAV5F0rCAT1AMechanicalFoundations[X].DASSAULT SYSTEMS,July2001. 徐祥翔,席平.数控加工仿真系统中刀具库的建if.[j].机械工程 师,2003,f4):19—21.(编辑仲天) 作者简介:董伊鑫,男,硕士研究生,主要从事CAD/CAM,数控加*7L 其仿真技术的研究. 席平,女,博士生导师,教授,主要从事CAD/CAM/CAPP研究. 收稿日期:2005—0l一24 黑龙江省机械工程学会2004年 年会暨三届四次理事【扩大)会议 在哈尔滨召开 2005年3月11,12日,黑龙江省机械工程学会在黑龙江省科 学会堂召开了”黑龙江省机械工程学会2004年年会暨三届四次理 事(扩大)会议”.学会下属各专业委员会主任,总干事,团体会员单 位领导,三届理事以及部分企业总师办,院校科技处负责同志共70 多人出席了会议.黑龙江省科协,黑龙江省民政厅民间组织管理 局,黑龙江省经委,黑龙江省机械工业联合会的领导同志出席了会议. 这次年会以贯彻党的十六届三中,四中全会精神和科学发展 观为指导.以围绕振兴龙江老工业基地为主线,研讨交流了在科技 创新,学科发展,先进制造技术应用等方面的经验和研究成果.会 上,哈尔滨工业大学机电学院院长粱迎春教授作了”黑龙江省装备 制造业科技发展战略研究” 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ;哈尔滨汽轮机厂有限责任公司姚 宏伟副总工程师作了”以信息化带动产业化,实现企业跨越式发 展”报告;齐齐哈尔第一机床厂娄晓钟副总工程师作了”用信息化 打造数控装备新格局,实现企业的可持续发展”报告;哈尔滨量具 刃具集团有限责任公司杨国光副总工程师作了”坚持走’产学研’ 之路,促进企业快速发展”报告. 年会还进行了精彩的专题学术报告,报告人是哈尔滨工业大 学机电学院教授,黑龙江省机械传动与设计专业委员会主任李瑰 贤;哈尔滨理工大学材料学院教授,黑龙江省热处理专业委员会副 主任吉泽升;哈尔滨工业大学材料学院教授,黑龙江省锻压专业委 员会总干事单德彬;哈尔滨工业大学机电学院教授,黑龙江省液压 与气动专业委员会主任李洪人. 学会三届四次理事(扩大)会议由吴际秘书长主持,会上,李志 东理事长以”紧紧围绕振兴龙江老工业基地,开创学会工作新局 面”为题,向理事会报告了2004年学会主要工作和2005年工作要 点一 对2005年学会工作,李志东理事长指出:”要认真贯彻国家机 械工程学会,黑龙江省科协会议精神和部署,始终围绕经济建设这 个主战场,发扬与时俱进,开拓创新的精神,大力推进黑龙江省装 备制造业发展,不断开创学会工作新局面”.并建议在以下四方面 取得一定成效:一是努力发挥学会的桥梁与纽带作用,促进形成 “产学研金政介”相结合的新机制,为振兴龙江老工业基地做出新 贡献;二是努力开展高质量,高水平的学术研讨和技术交流活动, 为经济建设主战场服务;三是努力把机械工程师认证工作规范化, 形成学会常规工作,为黑龙江省培养科技人员办实事;四是努力做 好明年学会换届筹备工作,为学会进一步发展奠定组织保证 按照学会章程,会议作了提请理事审议的部分理事调整的说 明,同时还宣读了学会关于 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 彰2004年度先进专业委员会和新加 入学会的团体会员单位名单. 机械工程师2005年第3期43