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CMM2000 - Manuale
Utente On-Line

Cronologia
delle pubblicazioni:
Prima edizione Marzo 2005
Seconda edizione
Giugno 2006
Terza edizione
Maggio 2007

1.INTRODUZIONE
Il pacchetto CMM2000 è orientato
all'analisi ed allo sviluppo di profili di camme piane
ed a tamburo
o
meccanismi a moto intermittente come Croci
di Malta, Ruote Stellari,
Intermittori a Tamburo.
L'attività di progettazione
consiste nella definizione
geometrica del profilo del
movente e, come immediata conseguenza, nella verifica del funzionamento
del cedente.
Per realizzare la legge y(a)
coincidente con la y(t)
richiesta viene supposto che
l'albero motore ruoti ad una velocità angolare costante prefissata
Omega=2*PiGreco/T (
nel caso è alfa=Omega*t).
Vengono
tenute in considerazione le due specie di
CEDENTE:
1. a punteria
2. a bilanciere
Nell'ambito
delle due tipologie del CEDENTE si
considerano le seguenti forme:
1. a rotella
2. a piattello
3. a coltello
E' possibile inoltre tenere
conto del tipo di accoppiamento
tra camma e cedente e
realizzare il profilo della camma sia per accoppiamenti di forza che di
forma.
Si prescinde dagli aspetti del problema progettuale della
camma dal punto di vista
strutturale e si illustrano le capacità operative del pacchetto CMM2000
con esclusivo riferimento all'aspetto cinematico.
L'analisi cinematica consiste nel correlare le caratteristiche
cinematiche del cedente
(posizione, velocità e accelerazione) con quelle del movente
(camma). L'analisi può essere condotta nei due sensi:
- nota la legge di moto del cedente si realizza
il profilo
della camma con il calcolo istantaneo di alzata, velocità e
accelerazione.
- noto il profilo della camma (sequenza di
punti) vengono
verificate l'alzata, la velocità e l'accelerazione del cedente.
E' necessario quindi
distinguere relativamente al tipo di
cedente adottato al fine di
sintetizzare correttamente il profilo della camma.
CEDENTE A
PUNTERIA
| 1. a rotella | Il profilo da sintetizzare è
il primitivo, ovvero quello
corrispondente al centro della rotella.
Il profilo effettivo della camma può essere ottenuto
mediante la traslazione del primitivo di una quantità uguale al raggio
della rotella oppure utilizzando il correttore raggio utensile
direttamente sulla macchina utensile. | | 2. a coltello | | Il caso è analogo al
precedente l'unica differenza
consiste nell'aver attribuito il valore zero al raggio della rotella. | | 3. a piattello | | Il punto di contatto della
camma sul piattello si sposta
in continuazione rispetto all'asse del piattello stesso.Il profilo da
sintetizzare è generato dalla serie di rette di inviluppo delle alzate. |
CEDENTE
A BILANCIERE
| 1. a
rotella |
| 2.
a coltello |
| 3.
a piattello |
Per tutte le condizioni è
proposta una soluzione automatica
che introduce la
correzione del profilo nota la struttura del telaio.
|
2. DATI
DI INPUT  
I dati di input per la definizione del profilo
possono provenire da diverse
fonti:
1. definizione
delle
leggi di moto
2. file di punti
3. grafico di spazio, velocità e accelerazione
(S.V.A.).
CMM2000
è interfacciato con il
programma MECAD
per l'analisi
di cinematismi ed è quindi in grado di acquisirne i file di punti o
grafici S.V.A. direttamente. E' inoltre possibile caricare file provenienti dalle
versioni
precedenti di CMM.
Carica un file
Indipendentemente dalla modalità di inserimento dei dati
di
input il programma genera
interattivamente un grafico S.V.A. di riferimento
che verrà utilizzato per la
costruzione del profilo camma in funzione del tipo di cedente e telaio.
Esempio di grafico S.V.A.
3.MENU'
DI INPUT
 
| LEGGI
DI MOTO | | Selezionare
una delle voci del menù delle leggi di moto per inserire la
successione di stadi del grafico S.V.A. che definisce gli spostamenti
del cedente.
Quando si tratta della prima legge inserita è
possibile
introdurre i dati generali della camma che appariranno in chiaro nella
parte superiore della DialogBox.
I parametri richiesti sono (in mm) :
- Raggio di Base per le
camme
piane o Lunghezza Totale per quelle lineari. - Rampa Iniziale. | | Menù delle leggi di moto | |
  Cerchio
concentrico all'asse di rotazione | 
Grafico legge | L'attività genera una fase di sosta sulla camma e
viene
richiesto l'angolo di rotazione. | 

| 
Grafico legge | L'attività genera una fase di salita (alzata +) o di
discesa (alzata -) secondo la legge che mantiene costante la velocità
del cedente e uguale a zero l'accelerazione. Vengono richiesti: Angolo di rotazione camma o la lunghezza del tratto. Si suggerisce di non usare questa come prima legge
, se
ciò fosse inevitabile, è comunque opportuno introdurla con un arco di
circonferenza avente ampiezza leggermente superiore a quella dello step
di calcolo. | Al fine di abbattere le due punte di accelerazione
(iniziale e finale) è possibile inserire un raccordo di rampa
utilizzando le opzioni Avanzate, sono selezionabili 2 opzioni: raccordo con Raggio,
raccordo con Legge di moto. Raccordo con Raggio.
Selezionare Raggio e specificare il
valore per raccordare la legge; il raggio del cerchio dovrà essere
maggiore di un eventuale diametro rullo del cedente. Raccordo
con
Legge di moto.
Selezionare la legge da utilizzare e
specificare il valore Beta che
rappresenta l'ampiezza del tratto di raccordo. |  | In entrambi i casi :
1) Il calcolo si prefigge di conservare la posizione e la pendenza del
tratto a velocità costante modificando l'ingresso e l'uscita per
inserire il raccordo.
2)Quando la legge precedente lo permette, viene eseguita una
traslazione di tutto il tratto, comprensivo dei raccordi, in modo da
conservare la posizione d' inizio della rampa a velocità costante
rispetto alla fine della legge che la precede.
Il tratto a velocità costante ha quindi conservato la sua posizione
e il raccordo ha invaso un porzione della legge precedente. E' compito dell'operatore
definire
l'angolo di rampa della legge successiva in modo da compensare parte
dell'angolo coperto dal raccordo di uscita.
|  | Nell'esempio qui a fianco sono
state
definite cinque leggi come segue:
Tratto di riposo 1- Cerchio concentrico di 60 gradi
Rampa a velocità costante 2- Spirale di
Archimede di 90 gradi raccordata con Beta=20
Tratto di riposo 3- Cerchio concentrico
di 50 gradi 4- Cicloide di 90 gradi
Tratto di riposo 5- Cerchio concentrico
di 60 gradi | Si noti che :
1) Il tratto di riposo
iniziale si è ridotto a 50 gradi; 10 gradi sono stati occupati da parte
del
raccordo.
2) Il tratto a velocità costante che comprende i raccordi in entrata
ed uscita risulta più ampio di 20 gradi.
3) Il secondo tratto di riposo è stato definito di 50 gradi anzichè
60 per lasciare spazio al raccordo di uscita.
4) I tratti successivi hanno mantenuto la loro ampiezza e posizione. | 

| 
Grafico legge | E' la più consigliata per alte velocità.
Vengono
richiesti:
Angolo di rotazione camma o la lunghezza del trattoAlzata totale rampa (+/-)
E' possibile definire una semicurva il cui punto
di
separazione è riferito al punto di flesso della curva di alzata. Le opzioni disponibili sono: No
per
la curva intera Ingresso
per il tratto iniziale della curva intera Uscita per
il tratto finale della curva intera | 

| Si basa sul posizionamento su un tratto di retta,
ripartita
in parti di uguale lunghezza ed in numero corrispondente al numero di
parti in cui è ripartita la circonferenza di riferimento, del valore in
altezza raggiunto da un punto rispetto al centro della circonferenza di
riferimento sulla quale il punto si muove con velocità angolare
costante. Grafico legge | Vengono
richiesti:
Angolo di rotazione camma o la lunghezza del trattoAlzata totale rampa (+/-)
E' possibile definire una semicurva il cui punto
di
separazione è riferito al punto di flesso della curva di alzata. Le opzioni disponibili sono: No
per
la curva intera Ingresso
per il tratto iniziale della curva intera Uscita per
il tratto finale della curva intera
| 

| E' una curva asimmetrica definita da due differenti
armoniche di cui la seconda ha ampiezza uguale ad un quarto rispetto
all'ampiezza della prima e frequenza doppia rispetto alla frequenza
della prima. Raggiunge lo scopo di meglio modulare l'accelerazione
all'ingresso della rampa.  Grafico legge | Vengono
richiesti:
Angolo di rotazione camma o la lunghezza del trattoAlzata totale rampa (+/-)
E' possibile definire una semicurva il cui punto
di
separazione è riferito al punto di flesso della curva di alzata. Le opzioni disponibili sono: No
per
la curva intera Ingresso
per il tratto iniziale della curva intera Uscita per
il tratto finale della curva intera | 
 Sinusoide
Modificata (Bestehorn) | Si tratta di una Sinusoide modificabile per mezzo di
due
parametri supplementari in grado di spostare il punto di flesso e la
posizione del valore massimo dell'accelerazione.

Grafico legge | I grafici che seguono mostrano le modifiche del
diagramma
SPAZIO,
VELOCITA' ed
ACCELERAZIONE
ottenibili mediante la
introduzione modulabile dei parametri
X e Lambda. |
Tipo
2-3
 | Tipo 3-4
 | Tipo 4-5-6
 | Tipo
3-4-5
 | Tipo
DRRD simmetrica
 | Tipo DRRD asimmetrica
 | Tipo 4-5-6-7
 | 8° ordine
 |

| Permette di ricavare le leggi di moto del cedente da
un
profilo qualsiasi salvato in formato DXF o MI.
Nel file CAD deve essere presente la sola geometria del profilo con un
punto definito sulle coordinate di inizio del profilo stesso.
( i files
C:\cam-soft\cmm2000\cad\dxf \Rettangolo.dxf e
C:\cam-soft\cmm2000\cad\mi \Policentrica.mi sono esempi utilizzabili)
Cliccare l'opzione Diagramma Alzate se il disegno MI o DXF esprime già
l'andamento delle alzate del cedente e non la forma della camma
(come nel caso del file C:\cam-soft\cmm2000\cad\mi
\Alzate.mi ).
Inserire i dati richiesti
specificando
la tolleranza cordale da utilizzare per spezzare gli archi di cerchio,
la distanza massima ammessa tra i punti ed il senso di percorrenza del
profilo.
Dal grafico di Spazio, Velocità ed Accelerazione ricavato e possibile
ridefinire la camma, inserendo i dati relativi al telaio.
Qui sotto due esempi di camme ricavata dal file Rettangolo.dxf:
|  | 
| 
 FILE
DI PUNTI | 
| Utilizzando
la voce
Crea/Modifica Punti del menù
si accede alla finestra di gestione dei files di punti. E' possibile
editare un file di punti esistente o crearne di nuovi con i
comandi NUOVO o Y=FUN(X). Quest'ultima permette di inserire una funzione in base alla quale
verranno calcolati i punti del file. |  | Esempio Y=SIN(X). | Y=f(X) Viene richiesto il valore del raggio di base ed i
valori
iniziale e finale della variabile indipendente.
Quando un file viene caricato o creato ex-novo
viene
rappresentato graficamente sul monitor ed è possibile modifcarne i
valori agendo sulla tabella e sui comandi che appaiono a sinistra. |
4.MENU'
MODIFICA
 
In questo menù sono attivabili i comandi che permettono
di
modificare le leggi
definite.

E' possibile aggiungere uno o più punti sui grafici di
Spazio, Velocità ed Accelerazione, utilizzando la voce Inserisci Punto
del menu Leggi.
Viene richiesta la posizione angolare
e
vengono inseriti i punti corrispondenti sulle tre curve
visualizzate.
Se in corrispondenza della posizione angolare inserita esiste già un
punto definito, la procedura non ha effetto.
Se dopo aver inserito dei punti si modificano una o
più
leggi, il programma ricalcola in automatico le nuove
corrispondenze sui grafici modificati.
Anche in questo caso se una delle corrispondenze da ricalcolare
coincide con una posizione angolare che deriva dalla ridefinizione
delle leggi, la procedura non ha effetto.
Per eliminare i punti inseriti utilizzare il comando Cancella Punto
dello stesso menu.
MODIFICA
GRAFICA
5.FINESTRA
PROFILI
 
Finestra Profili
Nel sottomenù sono presenti le seguenti opzioni:
CAMMA
PIANA / CAMMA LINEARE / CAMMA CILINDRICA
Partendo dai dati di input vengono calcolate
rispettivamente
i profili di una camma piana, lineare o di una camma a tamburo.
Inserire il tipo di cedente ed introdurre i dati
richiesti
.
Es. Camma piana con cedente a leva
e
telaio a bilanciere.
Nella Dialog di definizione della camma cilindrica, è possibile
inserire il valore Diametro Fresa e
dis/abilitare
l'opzione Utilizza Correttori che sono
utilizzati
per il calcolo dei dati necessari alla lavorazione della camma stessa
su centro di lavoro a Controllo Numerico.
Solo nel caso della camma con cedente a punteria, lavorata
con
un utensile di diametro uguale al Diametro Rullo, è infatti
possibile utilizzare il profilo 2D esportabile dalla finestra
Profili.
In tutti gli altri casi sono necessarie informazioni aggiuntive che
cambiano secondo l'elenco seguente:
|  |
1) Con Diametro Rullo=0 e
Diametro
Fresa=0. E' un caso limite che genera un solo profilo
che
rappresenta sia il centro di un rullo qualsiasi che il centro
fresa utilizzabile con qualsiasi utensile. Nella finestra Dati
sono presenti le informazioni del centro utensile necessarie alla
lavorazione nel formato Angolo X Y Z
L'opzione Utilizza Correttori non ha
alcun effetto.
2) Con Diametro Rullo diverso da
0 e
Diametro Fresa=Diametro Rullo.
Nella finestra profili
compaiono 2 profili che rappresentano il profilo superiore ed il
profilo inferiore della pista. Nella finestra Dati
sono presenti le informazioni del centro utensile necessarie alla
lavorazione nel formato
Angolo X Y Z
L'opzione Utilizza Correttori non ha
alcun
effetto.
IMPORTANTE: Non è possibile
eseguire la
lavorazione
con un utensile di diametro diverso da quello del rullo utilizzato
.
3) Con Diametro Rullo diverso da
0 e
Diametro Fresa compreso tra Diametro Rullo/2 e Diametro Rullo.
- Conl'opzione Utilizza Correttori disattivata,
nella finestra profili compaiono 2 profili
che
rappresentano il profilo superiore ed il profilo inferiore della pista.
Nella finestra Dati sono presenti le
informazioni di due percorsi relativi al centro utensile nei formati:
- Angolo X Y Z relativi alla lavorazione inferiore della
pista
- Angolo X Y Z relativi alla lavorazione superiore della pista
IMPORTANTE:
Non è possibile
eseguire la lavorazione con un utensile di diametro diverso da quello
fornito in input .
- Con
l'opzione Utilizza Correttori attivata,
nella finestra profili compaiono 2 profili
che
rappresentano il profilo superiore ed il profilo inferiore della pista.
Nella finestra Dati sono presenti le
informazioni dei due percorsi corrispondenti nel formato:
- Angolo X Y P Q Z relativi alla lavorazione inferiore della
pista
- Angolo X Y P Q Z relativi alla lavorazione superiore della
pista
NOTA:
Poichè i dati non sono
relativi al centro utensile ma ai profili nominali della pista, è
possibile utilizzare qualsiasi diametro utensile purchè:
a) il controllo numerico permetta l'utilizzo delle funzioni di
correzione raggio (G41 G42). In questo caso utilizzare il formato
Angolo X Y Z b) il controllo permetta di
utilizzare in modo parametrico i valori P e Q che indicano la
correzione rispetto ad X e Y del raggio fresa. In questo caso
utilizzare il formato Angolo X Y P Q Z |  Esempio
di
camma cilindrica a
punteria con nervatura. | 
 ANG. PRESSIONE
e RAGGIO CURVAT. Visualizza a monitor i grafici dell'angolo di
pressione e
del raggio di curvatura dei profili calcolati. |  Grafico ANG.PRESSIONE e RAGGIO
CURVAT.
 | 
 INFITTISCI | |  | Genera l'infittimento dei profili attivi con
l'inserimento di nuovi punti che giaciono sulla stessa spline.
L'infittimento non ha effetto sui grafici di
Spazio,
Velocità e Accelerazione definiti dalle leggi. Per ottenere più
punti sui grafici utilizzare la variabile che definisce lo Step
Angolare nel file INI.
Inserire il valore che definisce la distanza
massima
tra
i punti del profilo. Tutti gli elementi che hanno lunghezza maggiore
vengono spezzati in 2 o più parti. |

 PROFILI SPECIALI In questo menù sono raccolti i comandi che
permettono di
definire profili di meccanismi a moto intermittente alternativo.
Questi meccanismi non necessitano della
definizione
delle
leggi di moto del cedente e quindi, in fase di definizione, non viene
rappresentato nessun grafico di Spazio, Velocità ed
Accelerazione. | 
CROCE DI MALTA (GENEVA WHEELS) |  | E'
un
meccanismo per moto intermittente in cui il movente è costituito da
una manovella che ruota a velocità costante, sulla cui estemità e
posto un rullo che inserendosi nelle scanalature della croce ne
produce l'avanazamento intermittente.
I
dati
richiesti sono :
- il numero delle stazioni
- l'interasse tra il centro
del movente e quello della croce
- il diametro del rullo
- il numero di giri/min del movente per calcolare i
valori cinematici del meccanismo
Gli output
disponibili sono analoghi a
quelli delle camme. |  |


|  |
Il funzionamento è simile a quello della croce di malta con
l'aggiunta di un accoppiamento di due ruote dentate a dentatura
incompleta, i dati richiesti sono il numero delle stazioni , il diametro del rullo
e i dati per la definizione della coppia di ruote: Modulo, Numero
Denti della Ruota Motrice e Numero Denti della Ruota Condotta. |  |
Vengono calcolati tutti i profili necessari alla costruzione del
meccanismo il cui movimento può essere simulato nella finestra 3D. |  |
Nella finestra Leggi è possibile esportare il disegno 2D con tutte
le posizioni di riferimento, in formato MI e DXF.
Gli output
disponibili sono analoghi a
quelli delle camme. | 
INTERMITTORI A TAMBURO | | | | |
6.MENU' OPZIONI
 
Sono disponibili le seguenti opzioni: Abilita/disabilita la vista dei punti notevoli
(vertici
degli elementi).
PERSONALIZZA
Permette di configurare tutti i parametri del file INI
in
modo da personalizzare il funzionamento del programma.
In particolare è possibile settare i valori Step
Angolare Massimo e Step Millimetri
molto importanti nella definizione delle leggi di moto.

Step
Angolare Massimo
Step Millimetri
7.FINESTRA
SIMULAZIONE 3D
 
Gestisce la visualizzazione 3D delle camme create
simulandone il movimento rispetto al telaio definito.
Agire sui comandi per avviare o arrestare la
rotazione
degli oggetti e per selezionare le viste desiderate.
Per selezionare gli oggetti da esportare in formato IGES
3D cliccarli singolarmente o in gruppo tenendo premuto
il tasto SHIFT.
8.
OUTPUT
Sono disponibili diverse opzioni di output cartacei e
non.
9.BIBLIOGRAFIA
Nello sviluppo del Software si è tenuto conto, per gli
argomenti attinenti, di
tutti i suggerimenti, gli indirizzi e gli studi proposti nei testi come
segue:
P. L. Magnani - G. Ruggieri ; "MECCANISMI PER MACCHINE
AUTOMATICHE " ;
editrice UTET (Milano)
H. A. Rothbart ; "CAMS DISIGN,DYNAMICS AND ACCURACY" ;
editrice WILEY (New
York) 1956
VDI-Handbuch Getriebetechnik I ; "BEWEGUNGSGESETZE FUR
KURVENGETRIEBE,
Theoretische Grundlagen" VDI 2143 Dusseldorf 1980
SOFT-MEC ; "MECAD Mechanisms Computer
Aided Design" ; Hadbook -
Università di Brescia 1991
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