跳到主要內容

AutoLisp(三)

文章日期:2008-02-21 23:46



現在進入主題:有一個圓柱面,在此圓柱面的柱面上挖一個正交形態的圓孔,用Autolisp畫出圓柱與圓孔的交線,並用球刀對此交線倒角。

首先,先畫出圓柱面,此圓柱端面圓上的座標的求法如下圖所示:
X座標:r0 * sin( a )
Y座標:-r0 +  r0 *cos( a ),要注意角a必須要用弳度


Autolisp程式如下:
(defun c:kk()
  (setq r0 (getreal "Enter the radius of the pillar : "))
  (setq s (getreal "Enter the length of the pillar : "))
  (setq x1 0 z1 0 x2 0 z2 0 i1 1)
  (while (< i1 361)
    (setq x2 (* r0 (sin (/ (* i1 3.1415926) 180))) )
    (setq z2 (+ (* -1 r0) (*  r0 (cos (/ (* i1 3.1415926) 180))) ))
    (command "line" (list x2 0 z2) (list x2 s z2) "")
    (command "line" (list x1 0 z1) (list x2 0 z2) "")
    (setq i1 (+ i1 1) x1 x2 z1 z2)
  )
  (command "vpoint" " -1, -1, 1" "")
  (command "zoom" "a" "")
)
程式可以至http://web.mcvs.tp.edu.tw/cu01/下載Autolisp程式;
執行此Autolisp程式之後便可得到圓柱面圖形,如下圖所示,此圖形是以線條架構畫成,不是實體模型,主要是用來觀察待會求出來的交線有沒有在此圓柱面上。


接下來求圓柱與圓孔的交線,如下圖所示,a為Y軸與交點間的夾角s為圓柱長度,圓孔圓之圓心位於Y軸0.5*s的地方,此圓孔圓原本是呈平躺狀態,為了投影方便,把它翻90度起來,以便求得交線,圓柱與圓孔交點的XY座標可由圓孔圓求得,而Z座標則由圓柱圓求得:
X座標:-r2 * sin( a )
Y座標:0.5*s +  r2 *cos( a )
Z座標:-r1+ m


程式如下:(defun c:kk()
  (setq r1 (getreal "Enter the radius of the pillar : "))
  (setq s  (getreal "Enter the length of the pillar : "))
  (setq r2 (getreal "Enter the radius of the hole: "))
  (setq x1 0 z1 0 x2 0 z2 0 y1 0 y2 0 i1 1)
  (command "color" "green" )
  (while (< i1 362)
    (setq x2 (* -1 r2 (sin(/ (* i1 3.1415926) 180))) )
    (setq y2 (+ (* 0.5 s) (*  r2 (cos (/ (* i1 3.1415926) 180))) ))
    (setq z2 (+ (* -1 r1) (sqrt (- (* r1 r1) (* x2 x2))) ))
    (if (> i1 1)
      (command "line" (list x1 y1 z1) (list x2 y2 z2) "") )
    (setq i1 (+ i1 1) x1 x2 y1 y2 z1 z2)
  )
  (command "vpoint" "-1,-1,1" "")
  (command "zoom" "a" "")
)

執行Autolisp程式後,從圖形中可以確定這個交線確實位在圓柱面上,如下圖所示:


修改一下上個Autolisp程式後,更容易看出這個交線確實位在圓柱面上,如下圖所示:





求出交線之後,下一個重點便是如何用球刀對此交線倒角,導角量假設是0.5C, 本來預計可能有兩個方法可以算出倒角,一是切圓直徑用100.5mm下去算(實際上搪孔孔徑還是用100mm下去銑),球銑刀半徑10,另一種是切圓直徑用100mm, 球銑刀半徑則改為9.293mm下去算(但實際上還是用10mm下去銑),後來發覺第一種方法不可靠,可能會造成倒角量不固定,原因請看下圖,以較大的切圓直徑100.5mm下去投影,會發現真實倒角尺寸不固定,除了剛好在XY平面上的倒角尺寸符合需求,其它部位的倒角都會變得較大,且在角a2達90度及270度時,會變得最大




現只能採第二種倒角求法,計算倒角時採用較小的球銑刀半徑,實際銑削時,再用大的球銑刀半徑,造成對原本的交線過切,以達到倒角的目的,假設實際銑削時的球銑刀半徑為10mm,並以球銑刀的刀球45度方位來銑削倒角,倒角尺寸為0.5mm,則計算用的球銑刀半徑為10 - 0.5/1.414 = 9.646mm
球銑刀的球心路徑即為CNC銑削路徑,其XY座標可由圓孔圓求得,而Z座標則由圓柱圓求得:
X座標:-(r2 – r3/1.414) * sin( a ) r3為計算用的球銑刀半徑
Y座標:0.5*s +  (r2 – r3/1.414) *cos( a )s為圓柱長度
Z座標:-r1 + m11 + r3/1.414m11 = sqrt( r1*r1 - r2* sin( a ) * r2* sin( a ) )



Autolisp程式如下 :
(defun c:kk()
  (setq r1 0  r2 0  r3 0  s1 0)
  (setq r1 (getreal "Enter the radius of the pillar : "))
  (setq s1  (getreal "Enter the length of the pillar : "))
  (setq r2 (getreal "Enter the radius of the hole: "))
  (setq r3 (getreal "Enter the radius of the ball-endmilling: "))
  (setq chm (getreal "Enter the size of chamfer: "))
  (setq r3 (- r3 (/ chm 1.414)))
  (setq x1 0  z1 0  x2 0  z2 0  y1 0  y2 0  i1 1 k1 0)
  (command "color" "red" )
  (while (< i1 362)
    (setq x2 (* -1 (- r2 (/ r3 1.414))  (sin(/ (* i1 3.1416) 180))) )
    (setq y2 (+ (* 0.5 s1)  (*  (- r2 (/ r3 1.414))  (cos (/ (* i1 3.1416) 180))) ))
    (setq k1 (* r2 (sin(/ (* i1 3.1415926) 180))))
    (setq z2 (+ (* -1 r1)  (sqrt (- (* r1 r1) (* k1 k1))) (/ r3 1.414) ))
    (if (> i1 1)
      (command "line" (list x1 y1 z1) (list x2 y2 z2) "") )

    (setq i1 (+ i1 1) x1 x2 y1 y2 z1 z2)
  )
  (command "vpoint" "-1,-1,1" "")
  (command "zoom" "a" "")
)


下三圖之紅色路徑為球銑刀之球心路徑,亦即為CNC銑削倒角之路徑 :

                                            立體圖



                                            上視圖


                                              正視圖


                                              側視圖

留言

這個網誌中的熱門文章

G76車牙

文章日期:2008-10-10 00:02 工具機若使用 Fanuc 控制器,車牙轉速有一個先天上的限制: S × P < 4000 請參考 車牙的 NC 碼計有 G32 、 G92 、 G76 三種 ( 使用方法 這三個指令中,手寫 G92 一般是直進式切削,牙刀的兩刃皆受力,直進式切削 ,每刀吃深不多,以免造成牙面粗糙,反觀 G76 則是斜進式單邊車削 ,可以有較大的進刀深度 , 寫法也簡短方便廣受採用,不論多大的牙, G76 只要兩個單節就可解決了。 由於 G76 有單邊切削的效果,廣受學校或職訓單位的喜愛,如下圖所示。         Fanuc0T系列控制器之G76 格式如下 : 指令說明 (m) : 精車次數。 (r) : 車牙末端 拔刀時留下的不完全牙長度(倍率)。 (a) :牙刀之角度,可選擇 80 °、 60 °、 55 °、 30 °、 29 °、 0 °等角度。 Q( △ dmin) :最小進刀深度。 R(d) :精車預留量。 X(u) :螺紋程式終點的 X 軸方向座標。 Z(w) :螺紋程式終點的 Z 軸方向座標。 R(i) :螺紋部份的半徑差,如果 I=0 可作一般直線螺紋車削。 P(k) :螺紋高度即牙深度, K 為正值在 X 軸方向用半徑值指定。 Q( △ d) :第一次螺紋的切削深度,用半徑值指定。 F(l) :螺紋的導程,與 G32 相同。 以M20X2.5外螺紋為例 , 常見的寫法如下 : G76 P01 00 60 Q40 R0.02 G76 X16.933 Z-10.0  P1533    Q500   F2.5 1. G76第一行的 P01 00 60 ,這01表示最後精車時只車一刀精車, 00 表示車牙最後拔刀時不留倒角 ,此所謂之倒角是 不完全牙之意 ,亦即因拔刀而在工件上留下牙深較淺的牙 ,Fanuc的拔刀精度是0.1倍的導程 , 若是此值改成10,則表示拔刀時在軸向會留下一倍導程長度的不完全牙,這一倍就是指導程2.5的一倍,也就是不完全牙會有2.5mm那麼長, 60 ...

管牙PT

文章日期:2009-07-12 23:08 本文旨在講解 PT錐度管牙 常見的標準的管牙規範計有:  NPT , NPTF ,NPS , PS ,PF , PT.. ,前3者有N開頭的是美國標準的管牙 ,牙角(又稱螺紋角)60度 ,後面這3者則是英國標準的管牙 ,牙角55度 ,這些代號裡面的T意指Taper ,也就是錐度牙 。 不論是PT還是NPT,他們的錐度值都是1/16, 換算成角度值是 2*tan-1(0.5/16)=3.57982度 = 3度34分47.356秒, 3.57982度為什麼等於3度34分47.356分呢? 這是因為角度的單位換算是六十進位,3.5798212度後面的小數點0.5798212"度"要換算成""分"時,0.5798212度 = 0.57982*60分 = 34.789273分 ,而34.789273分後面的小數點0.789273分要換算成秒, 則0.789273*60秒 = 47.356秒。 此外,切記在車削錐牙時得採半錐角,也就是1度47分23.7秒。 NPT (美制管用推拔螺紋) 制定在 ANSI 規格中,稱為美國標準管用推拔螺紋,有外螺紋與內螺紋。 NPT 外螺紋不但對 NPT 內螺紋配合,有時也配合 NPSC ,這點類似 PT 。螺紋峰與根切成同形,又因公差大,餘隙、緊密兩種配合都可用。如用潤滑劑,則變成耐密用,耐密用者另有稱為乾封閉之如 NPTF,NPSF 等付有 F 之一群。 NPTF (美制管用耐密推拔螺紋) NPTF 外螺紋,像 PT.NPT 有時也配合 NPSF.NPSI (都是內螺紋)。因這種螺紋都是峯尖、根淺,峯不是密接於根就是食進,可防止在此部分變成螺旋狀間隙,這是前述耐密性之理由。 PT( 英制管用推拔螺紋 ) 以前是使用面直角的螺紋峯,現在將規格統一為軸直角者。 JIS 定為耐密用而組合外螺紋和內螺紋。 PT 外螺紋除了配合 PT 內螺紋,有時也配合 PS 。 PS ( 英制管用推拔螺紋用平行內螺紋   ─   耐密用 )     屬於 JIS 內 PT 的規格,舊 JIS 裏 PS 牙的外螺紋已被取消,配合的外螺紋現規定要用 PT 。 PF( 英制管用平行螺紋 ...

CAD/CAM v.s. 模擬軟體

文章日期:2008-01-22 09:53 尚未入門 CAD/CAM 領域的人,常搞不清楚模擬軟體跟 CAD/CAM 軟體的差別,故以本文說明 CAD/CAM 軟體 : CAD/CAM的中文意義是 : 電腦輔助設計/電腦輔助製造 , 市面上常看到的 CAD/CAM 軟體如 CATIA 、 UG 、 Pro-Engineer ...等等 ,這些能稱得上為 CAD/CAM 軟體的,其本身除了能作圖、具有產出刀具路徑與 CNC 程式之外,也都具有模擬系統來檢視自己所產出的刀具路徑。 CAD 軟體 : CAD的中文意義是 : 電腦輔助設計 ,在此所謂的"設計"範圍很廣,從繪圖設計.美工設計.空間設計到力學設計等等,比比皆是,不過目前所言的CAD大都挶限在繪圖(Drawing),一般所言的CAD軟體 只能畫圖而不能產出刀具路徑與 CNC 程式能力的,在命名上它就只單純叫做 CAD ,如 AutoCAD 之類; 模擬軟體 : 此種軟體 僅有模擬系統來檢視現有的 CNC 程式所描述的刀具路徑,但此軟體不能作圖也不具有產出刀具路徑與 CNC 程式的能力,這種軟體就稱為模擬軟體或模擬器 ,這類模擬軟體其實很好辨別,他們的軟體名稱或是DM裡不會出現CAD/CAM這幾個英文字 。 模擬軟體除了用來檢視刀具路徑,通常他們會自備有 CNC程式編輯器以便手寫程式者寫入CNC程式 ,不過,說真的,其實 Windows XP 裡所提供的記事本就可以拿來當做CNC程式的編輯器 ,而且, 記事本所編輯出來的CNC程式 ,可容於各不同廠牌的模擬軟體 。 各種 CAD/CAM 軟體之間的溝通 全球有數十家 CAD/CAM 軟體,且每種行業及每個地區所偏好的 CAD/CAM 軟體都不一樣,這些 軟體各有各的副檔名,例如AutoCAD的副檔名是dwg,PRO/E的副檔名是prt等等,這些 軟體 所產出的工件圖檔,在全球化及協同加工的潮流之下,常有互通轉檔的需要,同時也因轉檔而衍生出許多問題,一般說來,2D的工件圖檔的轉檔以DXF(Data Exchange File)為主,3D的工件圖檔則 以 x_t  或  .sat  或  .stp  或  .igs  等這四種副檔名為最常用 ,十幾年前以i...