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2. 北京多維匯通科技有限公司,，北京）
摘要：碾尖彈簧下料長(zhǎng)的計(jì)算通常有兩種方法： 經(jīng)驗(yàn)公式法和體積等效轉(zhuǎn)換計(jì)算法,，經(jīng)驗(yàn)公式法是工藝人員根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn),，利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出，其準(zhǔn)確度取決于工藝設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn),；而體積等效轉(zhuǎn)換計(jì)算法的計(jì)算結(jié)果比較準(zhǔn)確,，但是計(jì)算過(guò)程較為繁復(fù)。本文介紹一種精確計(jì)算下料長(zhǎng)的方法,，并利用VB.NET對(duì)PRO/E進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),，建立下料長(zhǎng)計(jì)算平臺(tái)，此平臺(tái)準(zhǔn)確度高,，料徑Φ25~Φ50彈簧下料長(zhǎng)計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值的誤差10mm之內(nèi)（主要是碾尖加工出現(xiàn)的誤差所致）,，此平臺(tái)操作簡(jiǎn)單,，即使沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員也能夠準(zhǔn)確計(jì)算下料長(zhǎng)。該法應(yīng)用可以對(duì)現(xiàn)行下料工藝參數(shù)和彈簧成形工藝參數(shù)進(jìn)行快速優(yōu)化計(jì)算,，從而達(dá)到節(jié)約材料成本和提高工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的目的,。
關(guān)鍵詞：碾尖彈簧；下料長(zhǎng)計(jì)算,；VB.net,；Pro/E 二次開(kāi)發(fā)
中圖分類(lèi)號(hào)： TP311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
0引言
對(duì)于碾尖彈簧來(lái)說(shuō)，彈簧展開(kāi)長(zhǎng)的選取,，直接影響彈簧的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益,，展開(kāi)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)的話(huà)，一是影響彈簧壓并高度和撓度余量,，同時(shí)也會(huì)造成制造成本的增加,。在工藝設(shè)計(jì)中也是追求采用最短的料長(zhǎng)滿(mǎn)足彈簧性能的要求。但是如果設(shè)計(jì)過(guò)短,，會(huì)影響彈簧剛度,，對(duì)于動(dòng)態(tài)疲勞壽命要求較高的彈簧，由于展開(kāi)長(zhǎng)設(shè)計(jì)過(guò)短,，為滿(mǎn)足彈簧剛度要求,，勢(shì)必會(huì)減少支撐圈數(shù)，造成彈簧“線(xiàn)接觸”過(guò)短,，影響彈簧使用壽命,。因此準(zhǔn)確設(shè)計(jì)彈簧碾尖參數(shù)和彈簧鋼棒下料長(zhǎng)度，從而獲得精準(zhǔn)的彈簧坯料展開(kāi)長(zhǎng)度是非常重要的,。
目前,，碾尖彈簧下料長(zhǎng)的給定有兩種方法：經(jīng)驗(yàn)公式法和體積等效轉(zhuǎn)換計(jì)算法。經(jīng)驗(yàn)公式法就是按照經(jīng)驗(yàn)公式L=兀D（n1-k）,；其中D：中徑,，n1：總?cè)Γ琄：經(jīng)驗(yàn)系數(shù),，根據(jù)不同料徑,，選取不同的K值。該方法需要選取適宜的經(jīng)驗(yàn)系數(shù),，并通過(guò)工藝驗(yàn)證來(lái)達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確,。所以，很難適應(yīng)于性能要求和空間要求較為嚴(yán)格彈簧的工藝設(shè)計(jì),，且工藝設(shè)計(jì)成本較高,。
體積等效轉(zhuǎn)換計(jì)算法就是利用碾尖前后體積相等的原理，計(jì)算出彈簧碾尖的抻長(zhǎng)量，該方法雖然計(jì)算較為準(zhǔn)確,，計(jì)算方法得當(dāng)?shù)那疤嵯?，無(wú)需進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)驗(yàn)證。但該方法計(jì)算過(guò)程較為繁復(fù),，對(duì)設(shè)計(jì)人員計(jì)算能力要求較高,，計(jì)算費(fèi)時(shí)，不利于工藝優(yōu)化工作的開(kāi)展,。
本文介紹一種精確計(jì)算下料長(zhǎng)的方法,，并利用VB對(duì)PRO/E進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立下料長(zhǎng)計(jì)算平臺(tái),，此平臺(tái)準(zhǔn)確度高,，料徑Φ25~Φ50彈簧下料長(zhǎng)計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值的誤差10mm之內(nèi)（主要是碾尖加工出現(xiàn)的誤差所致），此平臺(tái)操作簡(jiǎn)單,，即使沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員也能夠準(zhǔn)確計(jì)算下料長(zhǎng),。該法應(yīng)用可以對(duì)現(xiàn)行下料工藝參數(shù)和彈簧成形工藝參數(shù)進(jìn)行快速優(yōu)化計(jì)算，從而達(dá)到節(jié)約材料成本和提高工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的目的,。
1 開(kāi)發(fā)流程
Pro/Engineer（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Pro/E）是美國(guó)PTC公司的產(chǎn)品,，從5.0版本其改名為Creo Parametric 2.0,本平臺(tái)是應(yīng)用VISUAL STUDIO 2010對(duì)Pro/E進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，對(duì)Pro/E wildfire 3.0之前的版本進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言主要是C/C++,，入門(mén)門(mén)檻較高,，在Pro/E4.0 wildfire以后的版本中自帶了VB_API接口，可以直接使用visual basic2010和Pro/E 進(jìn)行連接,，Creo Parramettrriic的通訊模式主要有兩種,，一種為同步模式，“DLL 模式”(DLL mode) - Creo Parametric 可執(zhí)行文件在運(yùn)行時(shí)加載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL),。DLL 和Creo Parametric 之間的通訊會(huì)以盡可能快的速度進(jìn)行,，因此DLL 模式是應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)******的模式。另一種可用模式是異步模式應(yīng)用程序,，在異步模式應(yīng)用程序中,，外部應(yīng)用程序會(huì)根據(jù)需要啟動(dòng)或連接Creo Parametric 外部會(huì)話(huà)。
考慮到本程序主要面向工藝人員,，對(duì)CAD的功能相對(duì)不熟悉,，故采用異步模式，采用VB.Net封裝ProE/Creo,，前臺(tái)采用友好的界面,，輸入相關(guān)參數(shù),，軟件自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,，并顯示相關(guān)結(jié)果，可以保存成為記事本TXT文件或者EXCEL文件,，軟件會(huì)自動(dòng)追加當(dāng)前數(shù)據(jù)到以后的目錄,。軟件友好性非常詳細(xì)直觀,。
碾尖彈簧下料長(zhǎng)計(jì)算平臺(tái)建立過(guò)程就是利用VB10.0對(duì)Pro/E進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的過(guò)程，利用VB10.0建立的用戶(hù)界面控制Pro/E模型,，并自動(dòng)提取多個(gè)模型參數(shù),，進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)碾尖彈簧下料長(zhǎng)的自動(dòng)計(jì)算,，其建立的流程如圖1所示,。
圖1 計(jì)算平臺(tái)建立流程
1.1 安裝Pro/E和VB.Net2010
獲得Pro/E和VB.Net2010和安裝文件，運(yùn)行setup.exe,，開(kāi)始安裝,，按照屏幕上的提示一步步安裝直至安裝結(jié)束。
一個(gè)VB.NET程序可以通過(guò)CcpfcAsyncConnection.Start()方法去產(chǎn)生并連接到一個(gè)Pro/ENGINEER進(jìn)程,。一旦方法返回異步連接對(duì)象,，C#程序可以使用相應(yīng)的API去調(diào)用Pro/ENGINEER進(jìn)程。在交互模式,，當(dāng)它運(yùn)行時(shí),，你還可以在你的計(jì)算機(jī)上訪問(wèn)Pro/ENGINEER會(huì)話(huà)。
當(dāng)Pro/ENGINEER終止時(shí),，這個(gè)程序不會(huì)終止,。當(dāng)程序只是臨時(shí)需要進(jìn)行Pro/ENGINEER操作的時(shí)候很有用，因此在會(huì)話(huà)中,，必須啟動(dòng)和停止Pro/ENGINEER一次以上,。
在任何時(shí)候，只有一個(gè)Pro/ENGINEER會(huì)話(huà)可以被啟動(dòng)或連接,。如果C#程序產(chǎn)生出第二個(gè)會(huì)話(huà),，對(duì)第一個(gè)會(huì)話(huà)的連接將丟失。
想實(shí)現(xiàn)終止任何程序連接的Pro/ENGINEER進(jìn)程,，調(diào)用IpfcAsyncConnection.End()方法,。
1.2 設(shè)置環(huán)境變量
PRO_COMM_MSG_EXE=”C:\ProgramFiles\PTC\CreoElements\Pro5.0\i486_nt\obj\pro_comm_msg.exe”
PRO_DIRECTORY=C:\Program Files\PTC\Creo Elements\Pro5.0
1.3 連接Pro/E
打開(kāi)VB10.0，添加一個(gè)windows 窗體應(yīng)用程序,，添加引用cero vb api的引用,。
圖2 在VB中添加引用
1.4 建立用戶(hù)界面
在VB.NET 2010中添加所需要的label控件、TextBox控件,、Button控件,、MenuStrip控件等，并修改其屬性,，建立如圖3所示的用戶(hù)界面,。
1.5 添加代碼
添加的代碼主要實(shí)現(xiàn)以下功能：連接Pro/E、打開(kāi)模型、激活窗口,、更改參數(shù),、再生模型、提取參數(shù),、公式計(jì)算,、斷開(kāi)Pro/E等。比如連接Pro/E的代碼如下：
proedir = Environment.GetEnvironmentVariable("PRO_DIRECTORY")
proe1 = proedir + "\bin\proe1.bat"
asyncConnection = (New CCpfcAsyncConnection).Start(proe1 + " -g:no_graphics -i:rpc_input", ".")
其中參數(shù)-g:no_graphics -i:rpc_input表示后臺(tái)靜默打開(kāi)Pro/E,，前臺(tái)不顯示Pro/E界面,。
Pro/ENGINEER 進(jìn)程的狀態(tài)方法介紹：
IpfcAsyncConnection.IsRunning()
想判斷一個(gè)Pro/ENGINEER進(jìn)程是否運(yùn)行，使用方法pfcAsyncConnectionAsyncConnection.IsRunning,。
得到會(huì)話(huà)對(duì)象方法介紹：
IpfcAsyncConnection.Session
IpfcAsyncConnection.Session方法返回表示Pro/ENGINEER會(huì)話(huà)的會(huì)話(huà)對(duì)象,。使用這個(gè)對(duì)象去訪問(wèn)Pro/ENGINEER會(huì)話(huà)的內(nèi)容。
更改工作目錄方法介紹：
session.ChangeDirectory(workDir)
1.6 測(cè)試程序
在用戶(hù)界面中輸入尖長(zhǎng),、尖厚,、料徑、總?cè)?shù)和中徑參數(shù),，點(diǎn)擊“下料長(zhǎng)度計(jì)算”按鈕,，平臺(tái)自動(dòng)計(jì)算，計(jì)算結(jié)束后,，自動(dòng)輸出展開(kāi)長(zhǎng)、單邊抻長(zhǎng)量和下料長(zhǎng)的數(shù)值,，如圖3所示,。
圖3 計(jì)算平臺(tái)界面展示
圖4 計(jì)算輸出輸出設(shè)置
下料軟件的相關(guān)設(shè)置保存在server.ini中，可以根據(jù)需求選擇Pro/E的版本,。
結(jié)果文件保存到文本和Excel中,，輸出默認(rèn)以追加的形式，方便用戶(hù)記錄統(tǒng)計(jì),，同時(shí),，可以根據(jù)需求更改每次保存文件名,，見(jiàn)圖4,。其中文本追加代碼見(jiàn)下。
If fPath = Nothing Then
MsgBox("請(qǐng)?jiān)O(shè)置文件輸出路徑)
Else
Dim tmpCount As Integer=0
tmpCount = File.ReadAllLines(fPath).Length
Dim stW As StreamWriter
stW = New StreamWriter(fPath, True, System.Text.Encoding.Default)
stW.WriteLine(data)
stW.Flush()
stW.Close()
stW = Nothing
Me.Cursor = Cursors.Default
End If
2 應(yīng)用
此平臺(tái)的界面簡(jiǎn)單,，操作方便,，只需要輸入料徑,、總?cè)?shù)、彈簧中徑,、尖長(zhǎng)和尖厚五個(gè)參數(shù),，平臺(tái)自動(dòng)計(jì)算出彈簧的展開(kāi)長(zhǎng),，碾尖的抻長(zhǎng)量和彈簧的下料長(zhǎng),。通過(guò)對(duì)多種彈簧的計(jì)算值和實(shí)際值對(duì)比，計(jì)算精度非常高,，料徑Φ25~Φ50彈簧,，下料長(zhǎng)計(jì)算誤差10mm之內(nèi)，料徑Φ55以上彈簧,，下料長(zhǎng)計(jì)
算誤差20mm之內(nèi),，詳見(jiàn)表1。該平臺(tái)的應(yīng)用可以對(duì)現(xiàn)行下料工藝參數(shù)和彈簧成形工藝參數(shù)進(jìn)行快速優(yōu)化計(jì)算,，從而達(dá)到節(jié)約材料成本和提高工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的目的,。
表1 計(jì)算平臺(tái)驗(yàn)證對(duì)照表
|
序號(hào)
|
料徑
|
尖長(zhǎng)
|
尖厚
|
抻長(zhǎng)量計(jì)算值
|
實(shí)際統(tǒng)計(jì)值
|
實(shí)際誤差
|
|
1
|
25
|
240
|
9
|
56.5
|
60
|
3.5mm
|
|
2
|
30
|
315
|
9
|
82.8
|
85
|
2.2mm
|
|
3
|
37
|
390
|
11
|
103
|
110
|
7mm
|
|
4
|
40
|
490
|
12.5
|
126
|
133
|
7mm
|
|
5
|
45
|
410
|
16
|
97.5
|
100
|
2.5mm
|
|
6
|
50
|
400
|
16
|
101.6
|
95
|
6.6mm
|
|
7
|
55
|
420
|
18
|
105
|
120
|
15mm
|
3 小結(jié)
目前，碾尖彈簧下料長(zhǎng)的給定有兩種方法：經(jīng)驗(yàn)公式法和體積等效轉(zhuǎn)換計(jì)算法,。經(jīng)驗(yàn)公式法的精度取決于工藝技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn),，而體積等效轉(zhuǎn)換計(jì)算法計(jì)算精度雖然較高，但是計(jì)算過(guò)程較為繁復(fù),。
本文建立的下料長(zhǎng)計(jì)算平臺(tái),，采用異步模式，采用VB.Net封裝ProE/Creo,，前臺(tái)采用友好的界面,，輸入相關(guān)參數(shù)，軟件自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,，并顯示相關(guān)結(jié)果,，可以保存成為記事本TXT文件或者EXCEL文件，軟件會(huì)自動(dòng)追加當(dāng)前數(shù)據(jù)到以后的目錄,。該平臺(tái)能夠準(zhǔn)確的計(jì)算碾尖彈簧的下料長(zhǎng)度,，料徑Φ25~Φ50彈簧，下料長(zhǎng)計(jì)算誤差10mm之內(nèi),，料徑Φ55以上彈簧,，下料長(zhǎng)計(jì)算誤差20mm之內(nèi)（主要是碾尖加工出現(xiàn)的誤差所致），此平臺(tái)界面友好,，即使沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員也能夠準(zhǔn)確計(jì)算下料長(zhǎng),。該法應(yīng)用可以極大提高工藝設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)水平和設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也便于對(duì)現(xiàn)行碾尖工藝參數(shù)和彈簧成形工藝參數(shù)進(jìn)行快速優(yōu)化計(jì)算,，從而達(dá)到節(jié)約材料成本和提高工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的目的,。