Автоматизированное проектирование (Сборник статей): Методические указания к практическим занятиям и СРС по курсу "Дискретная математика", страница 13

Кулачковый механизм - один из наиболее типичных и часто используемых в машинах. Благодаря таким особенностям, как небольшой объём, большая жёсткость, высокая надёжность и компактность конструкции, а также возможности точного управления ведомым звеном и простоте выполнения сложных движений, кулачковый механизм широко применяется в различных автоматизированных механизмах, станках, приборах, двигателях внутреннего сгорания, производственных линиях и т. д.  Сложность проектирования кулачковых механизмов связана с большим объёмом многопараметрических расчётов, трудностей обработки информации и больших затрат на их изготовление. Одной из задач проектирования является достижение требуемой точности обработки кулачковых профилей, существенно влияющей на точность движения ведомых звеньев. Для удобного и точного проектирования кривой профиля кулачка, повышения эффективности изготовления постоянно решаются ключевые технические проблемы.

Использование CAD/CAM является одним из эффективных методов, повышающих производительность и точность обработки, снижающих затраты и время производства.  В течение последних двадцати лет в Китае быстро развивались экономика и техника, а также широко внедрялись передовые технологи.  Многие минизаводы уже имеют станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, САПР-станции. Однако в Китае для проектирования и производства кулачковых механизмов большинство предприятий ещё используют устаревшие технологии из-за отсутствия наиболее прогрессивной интегрированной CAD/CAM системы кулачков.  В течение многолетних исследований и практической работы, мы создали параметрическую интегрированную  CAD/CAM  систему кулачков  ---- GGDCams. Эта система имеет следующие возможности: проектирование профилей обычных и динамических кулачков, проектирование профилей цилиндрических кулачков, автоматическое создание профилей кулачков, моделирование траектории режущего инструмента, вывод характеристик движения ведомого звена, создание программы для ЧПУ, динамическое твердотельное моделирование кулачковых механизмов в двухмерных и трёхмерных координатах и т. д.

На рис. 1 показана схема системы GGDCams. С помощью диалогового окна составляется диаграмма цикла движения, и таким образом задаются параметры каждого отрезка кривой (включая перемещение, соответствующее углу поворота кулачка и точность интерполирования сегмента), а также выбираются законы движения ведомого звена.  Затем на основе параметров диаграммы цикла движения системы вычисляются ускорение a , скорость v , перемещение s и пульс j, соотвествующие любому углу поворота кулачка, а также создаются файлы характеристик движения ведомого звена. Затем на основе характеристик движения, высчисляются координаты теоретического и реального профиля кулачка, траектория движения ведомого звена и траектории режущих инструментов. Далее создаются файлы изображения профиля кулачка и программа для ЧПУ

Кроме того, GGDCams система имеет возможности сообщения и редактирования кодов для ЧПУ, а также моделирования процесса обработкии движения механизма (рис.2 и рис. 3), так как она рабртает в операционных системах Windows 95 и Windows NT.

Рис. 1  схема системы GGDCams

Рис. 2

Рис. 3

По форматам DXF и GRB интегрированная параметрическая система кулачков GGDCams может создавать реальные профили кулачков, траектории роликовых ведомых звеньев и траектории режущих инструментов, а также файлы характеристик движения (форматы TXT, MDB и DXF).  Благодаря этим файлам мы можем проводить кинематический анализ кулачковых механизмов.