基于SolidWorks的ATC凸轮机构CAD系统开发

信息技术 孙刚 等 基于 S o l i d Wo r k s的A T C凸轮机构 C A D系统开发 基 于 S o l i d Wo r k s的 A T C凸轮机构 C AD系 统开发 孙刚 仇晓黎 彭子平 1 东南大学 机械工程学院 江苏 南京 2 1 1 1 8 9 2 常州市德速机械有限公司 江苏 常州 2 1 3 1 6 2 摘要 设计 A T C凸轮机 构运 动循 环 图 建立弧 面分度 凸轮 工作轮 廓 曲面方程 和平 面沟 槽 凸 轮滚子中心轨迹方程 并采用模块化设计思想 基于s o 1 i d wo r k s 利用S o l i d Wo r k s A P I 及 V C 6 0开发 了 A T C凸轮机构 的 C A D系统 并在 S o l i d Wo r k s 环境 下进行 装配与运动仿真 验证 设计 的 合 理 性 关键词 A T C凸轮机构 S o 1 i d Wo r k s C A D系统 运动仿真 中图分类号 T H1 3 2 4 7 T P 3 9 1 9 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 1 5 2 7 6 2 0 1 5 0 1 0 0 9 1 0 3 De v e l o pme nt o f CAD S y s t e m o f Ca m M e c ha n i s i ns O f ATC Ba s e d o n S o l i d W o r k s S U N G a n g Q I U X i a o l i P E N G Z i p i n g 1 S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r in g S o u t h e a s t U n iv e r s it y N a n j i n g 2 1 1 1 8 9 C h i n a 2 Ch a n g z h o u D e s M a c h i n e r y C o L t d C h a n g z h o u 2 1 3 1 6 2 C h i n a Ab s t r a c t Th e mot i o n c y c le c h a a of c a m me c h an is ms of ATC i s d e s i g n ed t he c o n t o u r s u rfa c e e qu a t ion o f glob o i d a l i n d e x i n g c am a n d t h e r o ll e r c e n t e r t r a je c t o ry e q u a t i o n o f p la n e g r o o v e c a n a r e e s t a b li s h e d B a s e d o n t h e id e a o f mo d u l a r d e s ig n a n d t h e S o l id W o r k s a CAD s ys t e m o f c am me ch a n i s ms o f ATC i s d ev e lop e d b y us in g Soli d W o r k s API a n d VC 6 0 Th e n t h e a s s emb l y mo d el is bu i lt u n de r t h e c i r c u ms t a n c e o f So l i d Wor k s di r e c t l y an d t h e mo v emen t o f c a m mec h a nis ms is s imu l a t e d s o t h a t t h e r e a s o na b l e n es s of t h e de s i g n i s v er i f i e d Ke ywor ds c am mec h a nis ms o f AT C Soli d Wor k s CAD s y s t e m mo t i o n s i mula t ion 0 引言 A T C 自动换刀装置 凸轮机构由弧面分度凸轮机构 和平 面沟槽 凸轮机构组成 其中的弧面分度 凸轮人工设计 非常繁琐 为了改进这种设计方法 已有一些文献介绍了 弧面分度凸轮机构 C A D系统的开发 但是这些文献中所 开发的系统几乎都是针对一个运动周期 内只有一个分度 期 和一 个停 歇期的普通弧面分度 凸轮 所设计 的弧 面分 度 凸轮不能满足 A T C的要求 而且已开发的系统中很少涉 及转 盘和平面沟槽 凸轮 的参数化设计 内容 针对上述情况 开发了 A T C凸轮机构的 C A D系统 通过该系统可以快速设计出满足不同需求的 A T C凸轮机 构 真正实现了 A T C凸轮机构的参数化设计 大大提高了 设 计效率 1 ATC 凸轮机构运动循环 图设计 如图 1 a 所示 转盘的一个运动周期 内有 四个停歇 期和三个分度期 三个分度期分 别驱动机械手逆时针旋转 7 5 7 0 6 5 或6 o 实现抓刀 逆时针旋转1 8 0 实现换刀 和顺时针旋转7 5 7 O 6 5 或印 实现复位 如图 1 b 所示 平面沟槽凸轮的一个运动周期内有三个停歇期和两 个分度期 两个分 度期分 别驱 动机械 手伸 出 缩 回 1 1 5 m m实现拔刀 插 刀 8 2 o 1 4 9 21 l o 27 8 3 6 图 1 A T C 凸轮机构运动循环 图 2 弧面分度凸轮工作轮廓曲面方程 根据空 间包 络曲面 的共 轭原理 进行设 计计算 的弧 面 分度凸轮工作轮廓曲面方程 由于推导过程 比较繁琐 不 再做详细的推导 详见文献 2 本文仅列出弧面分度凸 轮工作轮廓曲面方程 f 1 2 c o s o c o s O p y 2 s i n p c o s O z 2 s i n O C c o s 0 Y 1 一 X 2 c o s p s i n O p y 2 s i n p s i n 0 z 2 c o s O C s i n O p 2 s