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一、概述
我们在给用户做加工方案时曾遇到过这样一种卷筒,其绳槽是双折线即LEBUS曲线的,该绳槽是将螺旋线绳槽1周分为4段,相对两段改为直槽,另外相对两段仍为螺旋槽(螺距与钢丝绳直径相关)。该绳槽是适合多层缠绕的一种绳槽形式,多用于大型卷扬装置上,其优点是避免了乱绳且延长了钢丝绳的寿命。
图1所示为卷筒展开平面示意图其中一种形式,我们可以利用Mastercam的C-HOOKS功能绘制该曲线。其过程就是建立图形的函数方程关系式(直角或参数方程式);设置变量及范围;生成三维轮廓或三维曲面。图1的图形特点是1周分为4段曲线,其中,0°~54°、180°~234°两段为半径为 R,螺距为54的螺旋槽;54°~180°、234°~360°两段为半径为R,距离为54的直槽。结构详图,如图2所示。
二、绘制过程
该曲线的绘制方法是:首先按规定格式编写参数方程,然后再写出eqn文件,运行绘制曲线图形。
1.根据每段曲线特点,编写参数方程
*.eqn文件规定格式如下。
◎定义变量名称:如step_var1=t1。根据需要可设置1~2个变量;如果变量是角度,可设置 D以度为单位或 R以弧度为单位。
◎规定变量增量值:如step_size1=0.01。
◎定义变量的最小值:如lower_limit1=180。
◎定义变量的最大值:如upper_limit1=234。
◎定义几何图形的类型(drawspline多义线、points点、lines线、parametric spline参数多义线、nurbs spline B样条多义线、draw surface曲面、surface points曲面上构建点、parametric surface参数曲面以及nurbs surface B样条曲面),此选项为生成图形的几何图形类型。
◎若变量含角度则要规定角的单位为弧度或角度:angles=radians或angles=degrees。
◎定义绘制图形的几何原点:如origin=0,0,0。
◎定义几何图形的方程表达式即参数方程:如 x=R*cos(t1)。
参数方程中可以使用如表所示的数学运算符号、函数表达式及常数。
编写完成的*.eqn文件可用以下两种方法保存:◎按规定格式编写txt文件,再改成eqn扩展名,将文件移到目录下;◎利用系统原有的*.eqn,打开改编后再使用。
例如,在MastercamX3中的使用方法:settings→run userapplication或[Alt+C]→在打开的CHOOKS文件夹下找到fplot.dll文件→open打开之后,再选择所需要的*.eqn文件,(编写完成的eqn文件就放在此目录下),出现如图3所示画面。
其中,Edit equation——编辑选择的方程式;open file——打开其他方程*.eqn;set variables——设置变量名;use degrees——角度单位在度和弧度之间切换,选择为度;trace variables——选择则显示方程参数和变量值并把它们写入fplot.log文件中;origin——绘图原点;lines;plot it →生成图形,按以上设定绘出所需图形。
2.绘出绳槽曲线步骤
根据展开图特点,按照规则写出各段曲线eqn方程。
(1)第1段曲线(54°~180°)。
step_var1=t1;定义变量名称
step_size1=0.01;步距大小,规定变量赋值间的增量值(数值越小,图形越接近实际形状)
lower_limit1=54;定义变量的最小值即下限
upper_limit1=180;定义变量的最大值即上限
geometry=lines;定义几何图形的类型,直线、曲线可以用有限个点连接成的折线去拟合
angles=degrees;规定角的单位为度
origin=0, 0, 0;定义绘制图形的原点
R=半径值(给出具体数值)
x=R*cos(t1);定义曲线的参数方程
y=R*sin(t1);定义曲线的参数方程
z=27;定义曲线的参数方程
(2)第2段曲线(180°~234°)。
step_var1=t1
step_size1=0.01
lower_limit1=180
upper_limit1=234
geometry=lines
angles=degrees
origin=0, 0, 0
R=半径值
x=R*cos(t1)
y=R*sin(t1)
z=0.5* (t1-(180-54))
(3)第3段曲线(234°~360°)。
step_var1=t1
step_size1=0.01
lower_limit1=234
upper_limit1=360
geometry=lines
angles=degrees
origin=0, 0, 0
R=半径值
x=R*cos(t1)
y=R*sin(t1)
z=54
(4)第4段曲线(0°~54°)。
step_var1=t1
step_size1=0.01
lower_limit1=0
upper_limit1=54
geometry=lines
angles=degrees
origin=0, 0, 0
R=半径值
x=R*cos(t1)
y=R*sin(t1)
z=0.5*t1
需要特别注意的是:eqn文件中字母需要小写。
分别运行各段程序,plot it后,就可以按照设定的方程式绘制出一个螺距的曲线,再利用Mastercam软件的其他功能编辑完成全部曲线,也可以利用绳槽卷筒展开图,利用xform→roll功能绘制。再绘出截面图形,利用扫描完成出面,此文略去。
Mastercam的C-HOOKS功能适合绘制图形能够用数学表达式描述参数方程的规律图形。
我们在给用户做加工方案时曾遇到过这样一种卷筒,其绳槽是双折线即LEBUS曲线的,该绳槽是将螺旋线绳槽1周分为4段,相对两段改为直槽,另外相对两段仍为螺旋槽(螺距与钢丝绳直径相关)。该绳槽是适合多层缠绕的一种绳槽形式,多用于大型卷扬装置上,其优点是避免了乱绳且延长了钢丝绳的寿命。
图1所示为卷筒展开平面示意图其中一种形式,我们可以利用Mastercam的C-HOOKS功能绘制该曲线。其过程就是建立图形的函数方程关系式(直角或参数方程式);设置变量及范围;生成三维轮廓或三维曲面。图1的图形特点是1周分为4段曲线,其中,0°~54°、180°~234°两段为半径为 R,螺距为54的螺旋槽;54°~180°、234°~360°两段为半径为R,距离为54的直槽。结构详图,如图2所示。
二、绘制过程
该曲线的绘制方法是:首先按规定格式编写参数方程,然后再写出eqn文件,运行绘制曲线图形。
1.根据每段曲线特点,编写参数方程
*.eqn文件规定格式如下。
◎定义变量名称:如step_var1=t1。根据需要可设置1~2个变量;如果变量是角度,可设置 D以度为单位或 R以弧度为单位。
◎规定变量增量值:如step_size1=0.01。
◎定义变量的最小值:如lower_limit1=180。
◎定义变量的最大值:如upper_limit1=234。
◎定义几何图形的类型(drawspline多义线、points点、lines线、parametric spline参数多义线、nurbs spline B样条多义线、draw surface曲面、surface points曲面上构建点、parametric surface参数曲面以及nurbs surface B样条曲面),此选项为生成图形的几何图形类型。
◎若变量含角度则要规定角的单位为弧度或角度:angles=radians或angles=degrees。
◎定义绘制图形的几何原点:如origin=0,0,0。
◎定义几何图形的方程表达式即参数方程:如 x=R*cos(t1)。
参数方程中可以使用如表所示的数学运算符号、函数表达式及常数。
编写完成的*.eqn文件可用以下两种方法保存:◎按规定格式编写txt文件,再改成eqn扩展名,将文件移到目录下;◎利用系统原有的*.eqn,打开改编后再使用。
例如,在MastercamX3中的使用方法:settings→run userapplication或[Alt+C]→在打开的CHOOKS文件夹下找到fplot.dll文件→open打开之后,再选择所需要的*.eqn文件,(编写完成的eqn文件就放在此目录下),出现如图3所示画面。
其中,Edit equation——编辑选择的方程式;open file——打开其他方程*.eqn;set variables——设置变量名;use degrees——角度单位在度和弧度之间切换,选择为度;trace variables——选择则显示方程参数和变量值并把它们写入fplot.log文件中;origin——绘图原点;lines;plot it →生成图形,按以上设定绘出所需图形。
2.绘出绳槽曲线步骤
根据展开图特点,按照规则写出各段曲线eqn方程。
(1)第1段曲线(54°~180°)。
step_var1=t1;定义变量名称
step_size1=0.01;步距大小,规定变量赋值间的增量值(数值越小,图形越接近实际形状)
lower_limit1=54;定义变量的最小值即下限
upper_limit1=180;定义变量的最大值即上限
geometry=lines;定义几何图形的类型,直线、曲线可以用有限个点连接成的折线去拟合
angles=degrees;规定角的单位为度
origin=0, 0, 0;定义绘制图形的原点
R=半径值(给出具体数值)
x=R*cos(t1);定义曲线的参数方程
y=R*sin(t1);定义曲线的参数方程
z=27;定义曲线的参数方程
(2)第2段曲线(180°~234°)。
step_var1=t1
step_size1=0.01
lower_limit1=180
upper_limit1=234
geometry=lines
angles=degrees
origin=0, 0, 0
R=半径值
x=R*cos(t1)
y=R*sin(t1)
z=0.5* (t1-(180-54))
(3)第3段曲线(234°~360°)。
step_var1=t1
step_size1=0.01
lower_limit1=234
upper_limit1=360
geometry=lines
angles=degrees
origin=0, 0, 0
R=半径值
x=R*cos(t1)
y=R*sin(t1)
z=54
(4)第4段曲线(0°~54°)。
step_var1=t1
step_size1=0.01
lower_limit1=0
upper_limit1=54
geometry=lines
angles=degrees
origin=0, 0, 0
R=半径值
x=R*cos(t1)
y=R*sin(t1)
z=0.5*t1
需要特别注意的是:eqn文件中字母需要小写。
分别运行各段程序,plot it后,就可以按照设定的方程式绘制出一个螺距的曲线,再利用Mastercam软件的其他功能编辑完成全部曲线,也可以利用绳槽卷筒展开图,利用xform→roll功能绘制。再绘出截面图形,利用扫描完成出面,此文略去。
Mastercam的C-HOOKS功能适合绘制图形能够用数学表达式描述参数方程的规律图形。