1 引言
AutoCAD軟體作為一種自動計算機輔助設計軟體,廣泛用於二維繪圖、三維設計和設計文檔等方面,現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD能利用內嵌語言Autolisp、Visual Lisp、VBA等進行二次開發,用戶可根據實際工作需要來擴展其功能。其中VBA是Visual Basic for Application的縮寫,同VB一樣,是一種面向對象的程序設計語言,功能強大、易學易用,共享AutoCAD的內存空間,運行速度快,便於與AutoCAD溝通[1]。筆者將以VBA為開發平台,編製計算軟體,用於一種複雜刀具形線的輔助設計。
2 問題提出
螺桿壓縮機轉子加工行業採用的國產可轉位螺桿轉子銑刀主要由我公司研製生產,是一種科技含量較高的產品,該類銑刀是用於加工螺桿壓縮機轉子的專用高效粗加工銑刀。該類銑刀由陰、陽兩種銑刀組成,分別加工螺桿的陰轉子與陽轉子,如圖1所示。刀具形線設計時要保證刀片搭接出的形線符合用戶的公差等要求,因此要求輸入的銑刀形線必須準確。我們具體設計時依據用戶提供的刀具坐標點,以此為基礎在AutoCAD中來設計最初的刀具形線,排列刀片搭接圖,然後轉入具有CAM功能的三維軟體進行建模、編製加工程序。
一般用戶提供的刀具坐標點如下所示(部分):
1 -22.729639 102.295381 112.330200
2 -22.585449 102.363016 114.212410
3 -22.440509 102.425356 116.034782
……
218 9.759029 102.554520 39.770615
219 9.805530 102.494209 42.008438
220 9.852830 102.437416 44.161751
……
其中第二列為形線的X坐標,第三列為形線的Y坐標,每把銑刀形線的坐標點少則200多,多的達到400多,而且,不同規格的銑刀的形線又完全不同,每次設計新規格的銑刀,就要輸入一次銑刀形線。因此,將螺桿轉子銑刀形線輸入到設計軟體中,是進行銑刀設計的先決條件,其輸入的準確率及效率直接影響到下一步的刀具的設計。
3 螺桿銑刀形線輸入常用的三種方式
1) 手工輸入
採用手工輸入,為了減小工作量,只能分段截取部分坐標點,以坐標點的X坐標、Y坐標在AutoCAD中利用「多線」命令畫出銑刀形線,採用此方法不但工作量大,而且容易出錯。
2) 利用AutoCAD軟體自身功能輸入
把用戶提供的坐標點在Word中進行編輯,僅保留X坐標及Y坐標,複製坐標點,在AutoCAD中利用「樣條」命令生成銑刀形線,採用此種方式,輸出的形線準確,相對效率較高,但該方法只能生成銑刀原形線,銑刀的中心線、公差帶形線等需要手動輸入,並且坐標點需要重新編輯。
3) 藉助UG軟體輸入
採用此方式,同樣需要編輯坐標點,保留X坐標及Y坐標,並添加Z坐標,每個Z坐標值都設為0。把編輯好的坐標點保存為「.dat」格式。在UG軟體中利用「樣條」功能生成銑刀形線。採用此種方式,可直接在UG中建模,但UG平面設計不如AutoCAD方便,常常需將形線二次輸出到AutoCAD中進行排列刀片搭接圖,重複勞動。
4 利用VBA二次開發形線輸入軟體
鑒於上述三種輸入方式的缺點,結合實際情況,我們利用AutoCAD中的VBA對AutoCAD進行二次開發, 開發適合我們所需的功能:
1) 軟體直接讀取刀具坐標點,不需事先編輯,在AutoCAD中生成刀具形線;
2) 軟體可根據需要生成銑刀的中心線、留磨量線、公差帶形線、刀體形線等;
3) 軟體可根據需要生成銑刀刀體的數控車程序。
我們利用VBA讀文件命令讀入刀具坐標點,讀取時直接選擇刀具的X坐標及Y坐標,再用創建輕型多段線的方法「AddLightWeightPolyline」 創建刀具形線圖[1~3],利用「Offset」方法生成所需的公差帶、刀體線等,利用VBA寫文件命令輸出數控車程序。二次開發出的軟體界面如圖2所示。
在AutoCAD中運行VBA,載入軟體,在軟體中設置磨量、公差、中心距等需要輸出的形線選項,點擊「確定」按鈕即可,把用戶提供的刀具坐標點直接生成所需的銑刀形線,如圖3所示。
採用此種方式,輸入的形線準確,效率高,不但能生成銑刀原形線,而且銑刀的中心線、留磨量線、公差帶形線、刀體形線等也可以根據選擇同時輸入。同時,根據需要,刀體形線的數控車程序的坐標點也可以生成,程序如下所示。
……
N12 G01 X205.48 Z29.23
N14 G01 X205.35 Z29.374
N16 G01 X205.22 Z29.561
N18 G01 X205.11 Z29.747
……
5 結束語
通過對AutoCAD進行二次開發,開發出適合我們所需的功能,充分發揮出現有軟體的功效,為複雜刀具設計提供一個有力輔助,經過不同規格的螺桿轉子銑刀形線輸入的多次驗證,該軟體應用起來靈活方便,大大提高了螺桿轉子銑刀形線輸入的效率與準確率,為下一步的銑刀設計提供了有力保障。
參考文獻:
[1] 張國寶.AutoCAD2000 VBA 開發技術[M].北京:清華大學出版社,2000.
[2] 張帆. AutoCAD VBA 二 次開發教程[M].北京:清華大學出版社,2006.
[3] 二代龍震工作室.AutoCAD VBA函數庫查詢辭典[M].北京:中國鐵道出版社,2003.
作者簡介:李濤(1964-),工程師,本科,工學學士, 從事刀具的生產管理。
