基于VB6.0和UG6.0的盘形凸轮机构CAD系统设计.pdf

制造业信息化 2 0 1 3 年 第6 期 第2 6 卷 总 第1 2 8 期 机械研究与应用 基 于 V B 6 0和 UG 6 0的盘形 凸轮机构 C A D 系统设计 冀 晓红 沈阳理工 大学 沈阳 辽宁1 1 0 1 5 9 摘要 利用面向用户的可视化软件 V i s u a l B a s ic 6 0和U G 6 0进行盘形凸轮机构 C A D系统设计 输入原始参数后 得到该参数下的凸轮廓线 机构运动分析及运动仿真 大大缩短解析法设计凸轮廓线时数据处理时间 为高速高精度 凸轮机构的设计 制造和检测提供了有利条件 使凸轮机构的设计直观化 实时化 通过实例验证 该软件界面友好 方便直观 既可用于工程实际 又可满足教学需要 关键词 V i s u a l B a s ic 6 0 U G 6 0 凸轮 机构 运动仿真 中图分类号 T H1 2 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 7 4 4 1 4 2 0 1 3 0 6 0 1 7 6 0 3 CAD S y s t e m De s ig n o f Ca m Me ch a n is m B a s e d o n VB 6 0 a n d UG 6 0 J I Xia o h o n g S h e n y a n g U n i v e m i o f T e ch n o l o g y S h e n y a n g L i a o n i n g 1 1 0 1 5 9 C h i n a Ab s t r a ct D e s ig n o f t h e CA D s y s t e m o f ca m me ch a n is m w it h VB 6 0 a n d UG 6 0 f o r u s e r is ma d e T h e p a r a me t e r s a r e in p u t e d a n d t h e ca m mo t io n a n a l y s is a n d mo t io n s imu l a t io n a r e o b t a in e d Th e d a t a s ma n a g in g t ime w it h r e s o l u t io n d e s ig n in g ca m co u l d b e s h o e n e d t h e d e s ig n e ffi cie n cy is imp r o v e d T h r o u g h e x a mp l e t e s t t h e s o f t w are is f e r ie n d l y it ca n b e u s e d n o t o n l y p r a c t icin g b u t a l s o t e a ch in g Ke y wo r d s Vis ua l Ba s ic 6 0 UG 6 0 ca m me ch a nis m mo t io n imit a t io n 1 引 言 随着社会发展和科技进步 对各种机械 的效率 精度 自动化程度要求越来越严格 为适应这种发展 形势 作为 自动机械常用部件的凸轮机构必须具有特 性优 良的凸轮曲线和高速 高精度性能 随着 凸轮 C A D C A M软件技术的发展和数控技术的 日益普及 为高速高精度凸轮机构的设计 制造和检测提供了有 利条件 笔者采用 V is u a l B a s ic 6 0和 U G 6 0将设 计界面可视化 完成凸轮机构 的繁杂计算 图形绘制 机构运动分析 编制数控加工程序等功能 2 数学模型建立 以直动平底从动件盘形凸轮机构的设计为例 进行 设计分析描述 j 图 1 为直动平底从动件盘形凸轮 已知基 圆半径 风 偏距 e 和从动件运动规律 s s 选取直角坐标系原点与凸轮 回转中心 O重合 Y轴与从动件推程方向一致 机构运动开始时推杆平底与 凸轮轮廓线切与起 始点 根据 反转法 原理 从动件随导路反转 角后产生位移 s 凸轮与从动件平底 的接触点到达 B 点 此过程可以看作从动件平底 与凸轮轮廓线接触 点 点绕 O点反转 角 到达基 圆上 点 再沿导 路方 向移动到 然后再沿平底方向移动到 日点 可用下述坐标旋转和平移变换来描述 点和 点之 间的关 系 妻 i一 霉 s in C O S YB o 0 0 l J l 一 叼 u I l I L L 1 j 收稿 日期 2 0 1 3 1 0 1 6 作者简介 冀 晓红 1 9 7 0 一 女 辽宁北票人 硕士 副教授 主要从事机械设计方面的教学及科研工作 l 7 6 机械 研究与应 用 2 0 1 3 年 第6 期 第2 6 卷 总 第1 2 8 期 制造业信息化 一 OPrlc s rl Sx X so sin OPt sin YBo0 1 I 一 7 c o 叼 一 2 L 0 式 中 B O 0 0 s s s in 叼 0 尸 老 代 人 式 2 并整理 得平底 直动从 动件 盘形 凸轮 机构凸轮 r s s i n卵 田 e s 叼 3 y r 0 s s in 叩 叼 老 s in 卵 4 3 V i s u a l B a s i c 和 U G 软件设计 窗体 此软件建立的界面需由多个窗体组成 故采用多 重窗体程序设计 3 3 建立设计窗体 1 设计窗体分别为 直动滚子从动件盘形凸轮 机构设计界面 直动平底从动件盘形凸轮机构设计界 面 直动尖底从动件 盘形 凸轮机构设计界面 摆动滚 子 尖顶 从动件盘形凸轮机构 点击进入相应类型 的凸轮设计 2 编辑 V B流程图 并根据流程图编写对象响 应事件的程序代码 J 如图 4所示 3 保存工程 4 测试应用程序 包括运行数据 结果和仿真 程度 找到并排除错误 5 创建可执行程序 J 6 将 V B中的数据导人 U G 中 在 UG环境下 对凸轮机构进行三维建模 运动仿真 软件实现其设计功能的结构流程如图2 所示 L l 机 构 选 择 界 面 I I t T T 直动尖顶 I I直动滚予 l l直动平底 l摆动平底 盘形凸轮l I 盘形凸轮l I擞形凸轮I I盘形凸轮 l 数 据 输 入 设 计 仿 真 界 蘅1 I 保 存 轮 廓 数 据 I 上 I 导 入 U G 三 维 建 模 运 动 仿 真I 运 动仿 真与 有 限元分析 结 果输 出 图 2 设 计结构流程 图 3 2 建立列表窗体 点击进入 V B 6 0的工作界面 选择新建窗体命 令 完成窗体的建立 然后在窗体内添加需要的控件 完成凸轮机构的类型选择界面列表 窗体 的建立 如 图 3所示 图 3 凸轮机构的类型选择界面 凸轮运动 形式选 择 调 用 绘 图 语 句 主 l 设计参 I 数 的 采 I 集 绘 制 凸 轮 轮廓 调用 机构 模型 绘图 语旬 调用 压力 角判 断语 句 调用 运动 线圈 绘制 语句 显示结 果与运动线 匿 结柬 图4 V B 6 0内部程序流程图 4 设计 示例及 功能展 示 已知 从动件 的升距 h 2 0 m m 导路偏距 e 1 0 h i m 推程角 1 2 0 远休止角 6 0 回程 角西 9 0 近休止角 9 0 推程和回程都为五 次多项式运动规律 基圆半径 r o 3 0 ram 1 双击 t l j g程序开始按钮 显示凸轮机构类型 选择窗体 如图 3所示 2 进入到图 3所示界面后 单击所需设计的凸 轮种类 图标 即可进入主设计界面 点击直动尖顶从 动件盘形凸轮机构设计界面 显示盘形凸轮机构设计 窗体 如图 5所示 设计界面中有凸轮的各种设计参 数 输出参数以及各种控制按键 3 在参数 区内输入 已知参数 选择从 动件运 动规律 单击运行按钮 显示不 同偏置系数的最大压 力角 并生成凸轮轮廓曲线的数据点集 为下面 凸轮的三维建模做好数据准备 如图6所示 4 运动仿真 单击运动仿真图标 启动运动仿 真分析过程 运动学分析是按输人 的时间和步数进 1 7 7 检测与控制 2 0 1 3 年 第6 期 第2 6 卷 总 第1 2 8 期 机械研究与应用 的同步信号 R S T连接在单片机的计数器 引脚 每 计数 8个脉 冲产生一次计数 中断 在 中断子程序中通 过 P 1 口读 人 7 4 L S 1 6 4 的 并 行 输 出 数 据 直 到 T C D 1 2 0 6传感器的 2 1 6 0点像素全 部读 完 得到 2 7 0 字节 的数据 得到一帧数据以后 单片机按字节判断 是 1还是 0 若某字节即非 F F H 也非 0 则判断该 字节 每位上 1 的个数 如果 1 的个 数大于 6按 F F H 处理 小于 3按 0 处理 这样实际是把 8个 点为一个单元处理 根据 测量 光路 的物 距相 距之 比为 1 1 0 可 知 C C D图像传感器对标线的分辨率是 0 1 4 m m 这样 的精度实际应用中显然没有必要 因此 将 8 个点作 为一个点来处理 压缩 了数据量 减少 了数据处理 的 时间 这样实际分辨率是 0 1 4 x 8 1 1 2 m m 完全满 足寻迹的要求 4 使用方法 按动 s 1键 单片机控制 电动机牵引方 向盘向左 转动 按动 S 2键 单片机控制电动机牵引方 向盘向右 转动 当工作车进入标 线区 C C D图像 传感器位于 标线正上方时 自动进入闭环寻迹状态 单片机每 1 0 ms 采集一次数据 经过分析得到偏移误差 再根据误 上接 第 1 7 8页 在图形区域显示 出来 不仅可以直观考察凸轮机构是 否满足设计要求 而且可在界面上修改设计参数来满 足设计要求 3 此软件具有参数优化功能 当动力结果不 满足设计要求时 例如 当最大压力角 时 系统会 自动增大基圆半径 重新设计凸轮廓线和运动 仿真 0 I l一 h O 1 1 I I n I I I I iI 1 n l I 上接第 1 8 1页 4 结语 综上所述 振动试验为评定产 品的耐振性 可靠 性和完好性提供了一个重要手段 随着汽车设计 和 制造技术 的发展 振动试验的技术和方法也将不断发 展 在产品开发试制过程中 振动试验在提高产品的 质量 提升产品的竞争力方面将会发挥越来越重要的 作用 1 8 4 差控制 矫正工作车的偏移 为了保证闭环系统的稳 定性 每次控制 矫正工作车的偏移值只驱动电机转 动调 0 5 S 5 结语 基于 T C D 1 2 0 6线阵 C C D传 感器 的道路划线 自 动检测系统具有响应速度快 测量准确 使用方便 成 本低等优点 在实际生产生活中有着广泛的用处 参考文献 王慧利 基于视觉的道路划线机自动检测装置 D 沈阳 沈阳 工业大学 2 0 0 7 陈杰 传感器与检测技术 M 北京 高等教育 出版社 2 0 0 2 李华 MC S 一 5 1系列单片机实用接 口技术 M 北京 北京航 空航天大学出版社 1 9 9 3 段 战军 舒朝濂 基于面阵 C C D零 件 内表面无损 检测 的光学系 统设计 J 机电产品开发与创新 2 0 0 8 2 1 1 1 4 7 1 4 9 魏泽鼎 王儒慧 基 于 C C D的 片烟规格测 量装置 的设计 应用 J 设备与仪器 2 0 0 8 1 2 1 9 2 1 张文革 段晨东 董 革平 线 阵 C C D检测技 术 中二 值化方 法的 研究 J 现代 电子技术 2 0 0 3 1 7 9 3 9 7 黄伟成 卢红 基于激光 C C D器件的直径测量系统 J 机 电 工程技术 2 0 0 8 3 7 0 3 1 7 1 9 I I I il l n il I i I I I iiI 1 I I iiI 参考文献 1 申永胜 机械原理教程 M 北京 清华大学出版社 1 9 9 9 2 孙桓 陈作模 葛文杰 机械原理 M 第七版 北京 高等教 育 出版社 2 0 0 6 3 杨晶 V B 6 0程 序设计教 程与实训 M 北京 科 学出版社 2 0 0 6 4 李学志 V i s u a l L I S P程序设计 M 北京 清华大学 出版社 2 o o 6 5 张黎骅 U G N X 6 0 计算机辅助设计与制造实用教程 M 北 京 北京 大学 出版社 2 0 0 9