（机械制造及其自动化专业论文）基于web技术的冲裁模cad系统开发与应用.pdf

基于w e b 技术的冲裁模c a d 系统开发与应用 机械制造及其自动化专业 研究生管清贵指导教师殷国富 目前，设计制造资源数字化、知识经验程序化、机电产品信息网络化、制 造资源社会化和信息标准化为驱动的信息源基础建设与实施，将与网络技术、 工程数据库、p d m 、e r p 等构成实施先进制造模式的核心支持环境并推动信息 化制造工程的发展。研究网络环境下协周设计c a d 系统与实旌技术对制造业信 息化工程建设具有重要的理论意义和应用价值。本文课题来源于四川省学术技 术带头人后备人选基金资助项目“机械产品分布式多智能体远程协同设计技术 的研究”。探讨在网络环境下以w e b 技术为基础的机械产品设计协同求解原理与 实施技术并以冲裁模具设计为对象。研究网络环境下协同设计冲裁模c a d 系 统。本文的主要成果与特色如下： ( 1 ) 提出了以系统协同设计为指导，以w e b 技术为基础，在网络模式下， 机械产品设计专家解组分布、协同求解复杂任务的原理与实旌技术； ( 2 ) 提出了基于信息化协同设计模式的网络环境下的协同设计体系结构， 并应用于冲压模设计资源集成系统软件； ( 3 ) 完成了软件系统中的冲裁模的结构图、功能图以及流程图，并设计 完成了冲裁模c a d 系统； ( 4 ) 利用程序重用技术、模块技术，设计完成了一种冲模零件c a d 系统 通用平台，来处理常用模具零件的设计、计算、绘图、2 d 、3 d 图的生成等功能； ( 5 ) 介绍了c a d 系统设计过程中的关键技术，包括基于i n t r a n e t 及 in t e r n e t 的应用程序开发技术、程序重用技术、数据加密技术、数据库技术等。 ( 6 ) 针对制造网络化设计的关键，即提供基础信息支持技术和软件系统， 设计开发了冲压模数字化手册的软件系统；冲压模数字化手册软件，现已完成 | 四川大学硕士学位论文 后期工作，并通过专家组验收，机械工业出版社正在出版发行。 关键词：协同设计c a dw e b 技术冲裁模具数字化手册 儿 d e v e l o p m e n t a n d a p p l i c a t i o n o f b l a n k i n g d i ec a d s y s t e m b a s e do nw e b t e c h n o l o g y m a j o r ：m e c b a r t i c a lm a n u f a c t u r i n g a n da u r o r a a f t o d p o s t g r a d u a t e ：g u a nq i n g g u i a d v i s o r ： f i ng o f u n o w a d a y s d i g i t i z et h ed e s i g n m a n u f a c t u r ed a t as o u r c e 、p r o c e d u r et h e k n o w l e d g e & e x p e r i e n c e 、n e t w o r k t h ee l e c t r o m e c h a n i c a l p r o d u c t 、s o c i a l t h e m a n u f a c t u r er o s o u l c e 、s c a n d a l i z et h ei n f o r m a t i o nd r i v et h ec o n s t r u c t i o na n d a p p t i c m i o no f t h ei n f o r m a t i o ns o u r c eb a s ea n do t h e r s , s u c ha st h ei m e c n e t i n t r a n e t t e c h n o l o g y 、p r o j e c td a t a b a s e 、p d m 、e r p , c o m p r i s et h ek e ye n v i r o n m e n to ft h e a d v a n c e dm a n u f a c t u r em o d ea n d p r o v i d e t h e d e v e l o p m e n t o fi n f o r m a t i o n a l m a n u f a c t u r ep r o j e c t s t u d yt h ec a d s y s t e mu n d e r t h el m e m e te n v i r o n m e n ta n du s e i t st e c h n o l o g yw i l lp r o d u c et h e o r ys i g n i f i c a n ta n d p r a c d c a lv a l u ef o rc o n s t r u c t i o no f p l a f o r mo fo u rm a n u f a c t u r ei n f o r m a t i o n t l l i sp a p e ri ss u p p o r t e db yt h ef u n d i n go f a c a d e m i cl e a d e ro fs i c h u a np r o v i n c e ，n a m e d “s t u d yo fr e m o t ec o o p e r a t i v ed e s i g n t e c h n o l o g yb a s e do nd i s t r i b u t e dm u f i - a g e n tf o rm e c h a n i c a p r o d u c t s ，玎 em a i n c o n c l u d e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so f t h ep a p e ra l ea sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ep r i n c i p l ea n da p p l i c a t i o nc o o p e r a t i o nt e c h n o l o g y t os o l v eo fm e c h a n i c a l p r o d u c t u n d e rt h ee n v i r o n m e n to f t h ei n t e r u c tb u s e do nw e b t e c h n o l o g yi sp r e s e n t e d ； f 2 ) an e t w o r k i n gc o o p e r a t i v ed e s i g nf r a m e w o r k b a s e do ni n f o r m a t i o n a lc o o p e r a t i o n m o d ei sp r e s e n t e da n du s e dt ob l a n k i n g d i es o r w a r e s y s t e m ； r 3 ) t h ef r a m e w o r kf i g u r e 、f u n c t i o nf i g u r e 、f l o w c h a r t f i g u r eo f t h eb l a n k i n g d i e 壮e d e s i g n e d ； f 【 四川大学硕士学位论文 r 4 ) r h ep a r to fd i e & m o u i dc a ds y s t e ma r ed e s i g n e db yu s i n gs o m ea d v a n c e d t e c h n o l o g y ： ( 5 ) t h ep a p e r i n t r o d u c e st h e k e yt e c h n o l o g y o fi n c l u d i n gt h ei n t e m e t i n t r a n e t t e c h n o l o g y 、t h el e u s ep m c e d u r et e c h n o l o g y 、t h e c o d ed a t at e c h n o l o g ya n dt h e c l a t a b a s et e c h n o l o g y ； ( 6 ) f o rt h ek e yt e c h n o l o g y p m v i d em a n u f a c t u r ei n f o r m a t i o na n ds o r w a r cs y s t e m ， t h es o f t w a r es y s t e mo fc o o l i n gd i ed i g i t a lm a n u a li sd e s i g n e d ，a l lt h ew o r ko ft h e s o f t w a r eh a sb e e nd o n ea n dt h es o f t w a r eh a sb e e nc h e c k e da n da c c e p t e d b yt h e e x p e r t n o w , i t i sp u b l i s h i n gb yt h ei n d _ 1 1 s t r yo f m a c h i n ep u b l i s h i n gc o m p a n y k e yw o r d s ：c o o p e r a t i o nd e s i g n c a dw e bt e c h n o l o g y b l a n k i n gd i e d i g i t a lm a n u a l i v 第一章绪论 1 绪论 1 1 c a d 技术概况与发展趋势 计算机辅助设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ，简称c a d ) 是工程技术人员以 计算机系统为工具，综合应用多学科专业知识进行产品设计、分析和优化等过 程问题求解的先进数字信息处理技术，是专家创新能力与计算机硬件功能有机 结合的产物“1 。是工程技术人员与计算机结合各取所长，应用多学科方法综合 进行问题求解的先进技术。c a d 技术可以承担产品和工程设计中的方案拟定、 计算分析、优化设计、图形绘制、技术文件编写、模拟装配与性能检测等环节 中的相关工作。c a d 技术的普及与发展，是对传统设计方法根本性的变革。主 要体现在一下几个方面： ( 1 ) 先导性。提前进行产品的“样品设计”或“虚拟设计”，可以让客户 实时从屏幕上看到尚未问世的新产品外观与性能对其进行多方面的观察和评 审，为产品的方案设计及标书的编写和绘制作出快速反应。 ( 2 ) 演绎性。在产品进入详细设计阶段，c a d 可以进行模拟装配和运动仿 真，以便及早发现运动机构的碰撞或空间布局中的干涉，避免不必要的损失和 浪费。 ( 3 ) 并行性。便于组织并行工程( c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ，c e ) 的实现。 一旦在计算机中确立了产品模型和总体布局，那么与之配套的各个独立系统、 部件组、试验组、生产准备等都可以在总体设计下同时分头协调地进行，大大 地加快了设计速度。 ( 4 ) 动态扩展性。能方便、简捷地输入已有的图样并对图样上的信息缺 陷实现修复，能根据客户提出的各种设计要求进行及时更改。在此基础上建立 的型号管理数据库越来越丰富，可以方便地检查_ 和迅速缀织全套蜜的发放，为 生产准备工作的各个方面赢得了时闯。 ( 5 ) 效益性。应用c 佃c 删技术能产生很大的效益。 我国是一个制造业大国。在新一轮的国际产业结构调整中。我国正逐渐成 为世界最重要的制造业基地之一。这对中国制造业企业的竞争力水平提出了更 四川丈学硕士学位论文 高的要求。目前，我国制造业与发达国家有比较大的差距，这种差距主要表现 在产品设计开发方法和技术手段的落后，无法及时开发出市场器要的、具有创 新性和独特性的新产品。这是我国制造业面临的一个及其严重的问题，提高我 国制造业核心竞争力已经成为当前迫切需要解决的瓶颈。 数字化设计与制造的主体是c a d c 圳技术，作为工业领域普遍应用的共性 关键技术，c a d c a m 技术是现代产品开发的核心手段和主导环节，对提高企业 产品开发能力，增强产品市场竞争力具有巨大的作用o “。 “九五”c a d 应用工程在制造企业中普及了二维c a d 应用，使大多数企业 甩掉了绘图板。当企业甩掉图板后，进一步提出了深化c a d 应用的要求。“从二 维到三维”正在成为企业c a d 应用的发展方向，三维c a d 软件能够解决产品创 新设计问题。 人类已进入到信息时代，新的世纪将是知识经济的世纪。现代制造系统和 技术为知识产业提供了先进的生产模式、管理体系、技术和装备，它是知识产 业的基础。c a d c a m 技术在现代制造系统起着举足轻重的作用，伴随着制造业 信息化的进程，c a 蝴将获得更大的发展和更广泛的应用。 从集成的深度和广度来看，c a d c 心以零部传为主要对象发展成为面向企 业、面向产品全过程的c a d c a 肜c a e p d m 体系，也就是为用户提供了一个企业 级的协同工作的虚拟产品开发环境( v i r t u a lp r o d u c td e v e l o p m e n t ，v p d ) 。这 种企业级的协同工作环境需要将工作工程原理、产品建模和分析技术、分布式 p d m 技术以及w e b 技术和可视化能力集成在一起，形成一体化的虚拟产品开发 环境。虚拟产品是一种数字产品模型，它具有所代表产品应具有的各种性能和 特征。这种虚拟产品在它投入生产以前已存在，它具有明显的可观性，可同时 进行协作设计分析，可和供应商、合作者交换信息，客户可进行评估并做出反 应，这样就把产品开发者、供应商和客户之间的固定链接变得不那么明确，而 更具流动性，一旦受理新的开发业务和新的要求，就可以作出快速有效的反应。 c a d c 叫技术在近期的发展趋势可概括为如下几方面： ( 1 )网络化，即指基于i n t e r n e t i n t r a n e t 网络和w e b 技术的远程异地 协同设计与制造； ( 2 ) 集成化，即指c a d c a m p d m 与快速原型制造( p p m ) 形成设计制造 过程集成，c a d c a m 与e r p 的集成； 2 第一章绪论 ( 3 ) 智能化，意指多代理( m u l t i - - a g e n t ) 系统与分布或人工智能、专 家系统在c a d c a m 中的应用： ( 4 ) 虚拟化，意指基于虚拟现实技术以虚拟设计制造c a d c a m 系统，适 用于敏捷制造企业、动态联盟企业建模需要的c a d c 埘技术。 总之，随着网络技术、i n t e r n e t 技术和可视化技术的发展，c a d c a m 系统 将更加广泛地采用越来越开放的体系结构，以及基于w e b 的信息管理和智能化 设计制造等技术，最终发展成为集设计绘图、分析计算、智能决策、产品可视 化、数据交换、远程异地协同作业为一体的综合型系统。可以想见，人们对 c a d c 埘的应用将从单纯的设计制造领域演化为对产品全生命周期的设计与管 理，这一技术也必将走向更广大工程技术人员的桌面“”。 1 2 模具o a d c a m 技术与应用现状 目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅猛发展， 模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但我国模具行业缺乏 技术人员，存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一 些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万、上千万美元 从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具工业势在必行。 为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具协会向全国模具行业 推荐适合于模具企业使用的c a d c a l i 系统。模具设计和加工使用的c a d c a m 系 统，不要求系统十分庞大，但对某些方面要求较高，如曲面造型、三轴数控加 工等。一些国外的c a d c m 系统，虽然具有强大的三维曲面造型能力、强大的 结构有限元分析能力、强大计算机辅助制造能力、产品数据管理能力等，但价 格昂贵，一般企业难以支付。而国内优秀的c d c a i i 系统很少，只有少数适合 模具行业使用。 对于国内些大型摸具企业，它们的c a d e a m 应用状况多停留在从国外购 买先进的c a d c a m 系统和设备，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低； 对于国内一些中小型模具企业，它们的c a d c a m 应用很少，有些仅停留在以计 算机代替图板绘图。所以有必要改普国内模具企业的c a d c a m 应用状况，使它 们真正做到快速、准确的对市场做出反应，并使制造的模具产品质量高、成本 四川大学硕士学位论文 低即达到敏捷制造的目的“”。 1 3 研究网络环境下协同设计o a d 系统的意义 设计是一个多源的复杂的处理过程，为了实现优化的合理设计，设计师通 常要引入多种设计方法，运用多种数据和知识来达到设计的目的。例如，复杂 产品的设计往往需要综合诸如结构、强度、材料、加工等多方面的知识，而且 还要顾及产品性能、体积、大小、重量、价格等约束条件，各种因素相互影响 和制约。因此，设计问题实质是一个典型的具有分布、动态特征的群体求解问 题“。 如果说2 0 世纪7 0 年代的c a d 技术是以绘图为主，8 0 年代是以支持基于特 征和实体的三维模型维代表，那么9 0 年代的c a d 技术正在朝着集成化和并行设 计方向发展。目前，并行工程方法强调在产品设计初期就考虑产品生命周期的 各个阶段和各种因素，由不同学科专家协同工作完成产品的设计任务。协同设 计是一个以知识为基础的计算过程，不仅需要掌握不同专业领域的知识和专家 的经验，更重要的是要有综合和协调这些经验、知识的有效机制和知识架构， 凭此才能耦合不同专家的设计任务“”。 目前，网络技术的不断发展，为协同设计c a d 系统提供了一个非常好的通 用平台。研究网络环境下协同设计c a d 系统以及其设计系统不断在生产实践中 的应用，必将逐步促进我国制造业的通用信息支持平台的建立。而面向信息化 制造的信息源基础建设对我国制造业有着深远的意义。 人类在二十一世纪的可持续发展从战略意义上看，将会越来越依赖于社会 的整体科技创新能力和由此派生而出的知识经济，而以信息技术为特征的全球 网络化及j i n t e r n e t 的逐渐普及的影响也毫无例外地冲击者产品制造工业。使世 界形成一个统一的全球市场，激烈的国际竞争促使企业采用各种先进制造技术， 如敏捷制造、虚拟制造、智能制造、网络化分散制造等，以提高产品开发水平。 建立一套适合我国国情，支持产品开发与生产全过程的数字化、并行化、智能 化、集成化的现代设计方法与系统，有效地组织多学科的产品开发队伍，充分 利用各种计算机辅助工具，综合应用现代先进的设计方法，有效地考虑产品开 发与生产的全过程，从而缩短产品开发周期，降低成本，提高质量，快速响应 4 第一章绪论 用户需求，这导致了： 从产品本身的角度看，批量化生产正被基于客户的多品种、单件小批量 制造所替代； 从产品实现的角度看，支持产品整个生命周期的数字化模型将起关键性 作用； 从制造产品所涉及到的设备看，数字化的可再配置敏捷设备、单元、车 间等将构成了新一代的制造硬件环境； 从制造产品所需的企业管理与组织结构方面看，具备全球化、并行化与 敏捷化特征的企业集成技术将成为新一代企业生存的决定性因素。 因此。二十一世纪新一代制造企业应以信患技术为主线的多学科先进技术 综合应用，快速动态地响应客户需求，其中，设计制造数据数字化、知识经验 程序化、机电产品信息网络化( 电子商务化) 、制造资源社会化和信息标准化为 驱动的信息源基础建设与实施，将与网络技术、工程数据库、p d m 、e r p 等构成 实施先进制造模式的核心支持环境，并推动信息化制造工程的发展，不难想象， 在设计制造过程中采用一系列的先进理论、方法和工具，而所需的设计制造数 据需手工去查阅，这必将严重阻碍制造业信息化工程的实施。另一方面以书本 形式各类设计、制造手册它的出版周期长，一般从提出主题到出版需3 5 年， 出版后的标准的变化、内容的补充、修改与更新必须等到再版，所需的时间更 长，这显然不能适应当前科学技术迅速发展、市场瞬息多变的需求及信息化制 造的要求，更不能以高、新、尖机电产品抢先占领国际市场。 1 4 论文课题背景、意义与主要内容 1 4 1 课题背景 本论文课题来源于作者所在的c a d c a m 研究所承担四川省学术技术带头人 后备人选基金资助项目。机械产品分布式多智能体远程协同设计技术的研究”， 课题以系统协同设计为指导，以w e b 技术为基础，在网络模式下，探讨机械产 品设计专家解组分布、协同求解复杂设计任务的原理与实施技术。同时，根据 制造业信息化发展的需求，提供基础信息支持技术和软件系统是制造业网络化 四川大学硕士学位论文 设计的关键，本文的研究内容也是作者参与冲压模数字化设计手册软件开发工 作的内容。 1 4 2 研究意义 二十一世纪新一代制造企业应是以信息技术为主线的多学科先进技术综合 应用，是快速动态地响应客户需求。设计制造数据数字化、知识经验程序化、 机电产品信息网络化( 电子商务化) 、制造资源社会化和信息标准化为驱动的信 息源基础建设与实施，将与网络技术、工程数据库、p d m 、e r p 等构成实施先进 制造模式的核心支持环境，并推动信息化制造工程的发展。目翦，网络技术钓 不断发展，为协同设计c a d 系统提供了一个非常好的支撑平台。研究网络环境 下协同设计c a d 系统以及其设计系统不断在生产实践中的应用，必将逐步促进 我国制造业的通用信息支持平台的建立，也必将对我国制造业网络化产生深远 的意义。 冲压模具设计是一项复杂的工作，它涉及到大量的表和结构图，要设计出 符合要求的冲压模具，除了要对冲压模具知识有较深的掌握之外还必须具备 机械设计、材料、零件热工等多方面翘识和技术。充分利用i n t e r n e t 技术、数 据库技术，使一般冲压模具设计人员设计出符合实际要求、性能稳定的冲压模 成为可能。为此，本文提出了基于w e b 的冲裁模c a d 设计系统及其实现方法， 系统充分利用了i n t e r n e e 的信息资源共享特性，把冲裁模具设计的经验、数 据、公式、规则和冲压模具的专业知识有效的结合起来，使一般冲压模具设计 人员不必具体了解冲压模具设计过程中的设计规则和参数表格查询，就可以借 助计算机的高速、准确性能，可以方便、快速、有效的设计出实用的冲裁模具 以及常用冲裁模零件。 1 4 3 本文的主要研究内容 ( 1 ) 参考大量文献资料，提出了以系统协同设计为指导以w e b 技术为基 础，在网络模式下，机械产品设计专家解组分布、协同求解复杂任务的原理与 实施技术； ( 2 ) 过参考信息化协同设计模式设计出了一种网络环境下的协同设计体 系结构图，本文的冲压模设计资源是其中一部分工作： 第一章绪论 ( 3 ) 制造网络化设计的关键提供基础信息支持技术和软件系统，本文设计 开发了冲压模数字化手册的软件系统； ( 4 ) 完成了冲裁模c a d 系统的结构图、功能图以及流程图，并设计完成了 冲裁模设计计算模块： ( 5 ) 利用程序重用技术、模块技术设计完成了一种冲模零件c a d 系统通 用平台以及通用设计流程，来处理各种零件的设计、计算、绘图、2 d 、3 d 图的 生成等功能； ( 6 ) 介绍了c a d 系统设计过程中的关键技术，其中基于i n t r a n e t 及 i n t e r n e t 的应用程序开发技术、程序重用技术、数据加密技术、数据库技术等： ( 7 ) 总结了研究成果，得出了结论，并且提出了下一步的研究发展方向。 四川大学硕士学位论文 2 基于w e b 技术的协同设计原理及英在冲模设计系统的应用 2 1 协同设计方法研究概况 有关网络协同设计的研究和应用在国外起步比较早。八十年代中期，麻省 理工大学的p a u lc a s h m a n 等人从事了这方面的研究，并提出了c s c w ( c o m p u t e r s u p p o r tc o o p e r a t i v ew o r k ) 的概念，它意为：计算机在不同任务和空间的情 况下，协同、协调和协作工作组的应用。近几年，随着i n t e r n e t 技术的迅速发 展，k o u z e s 等人进一步提出了“d o i n gs c i e n c eo nt h ei n t e r n e t ”的思想。 w e n p a ll u 等人则在c i m 技术是提出利用广域网的通信功能实施 t e l e m a n u f a c t u r i n g 的概念。e d d ym t o j a s 提出了一个以w e b 为中心的工程合 作设计环境。g s e l i g e r 等人提出一种将不同公司的工程师集成为虚拟增值小 组进行复杂产品的设计制造例。国内这方面的研究现今主要集中在高校。同济 大学和香港理工大学合作进行的分散网络化生产系统d n p s ( d i s p e r s e dn e t w o r k p r o d u c t i o ns y s t e m ) 研究，利用i n t e r n e t 所提供的e m a i l 、w w w 服务器和浏览 器、网页，实现了信息发布、文件传输等功能。高连生、王叔淳等提出了面向 现代制造的信息系统体系结构，通过电子交流协调系统实现先进制造企业内部 生产过程的协调。以及机械信息研究院及机械工业出版社、西安交通大学、四 川大学、合肥工业大学、陕西省科技大学、机械设计研究总院等多家单位参与 的面向信息化制造的信息源基础建设。四川大学制造学院c a d c a m 研究所在 殷国富教授带领下跟踪国内外发展动态，与香港大学、西安交通大学、重庆大 学合作开展了网络远程协同设计、快速产品开发技术等方面的相应研究。本文 的工作即是其中的一个研究方向。 2 2 基于w e b 技术的协同设计体系结构 参照n i i i p 参考模型，我们建立了基于w e b 技术的协同设计的体系统结构， 如图所示： 第二章基于w 曲技术的协同设许原理爱其在冲模设计豹应用 协作联蕾直持分布式协同产品开发的组织结构 t 协同工作小组 l 二，艇掣_ ji ! 皇兰计ii 结构设刘l 详螺设计ll 工艺设计 i 协 作 1 “d c a p p i c a m li 协同交豆环境 p 王壬王l王l 1 分布式产量敷据管理i f 协作苍理暖务i i 在警车诚i | 电t 白板l l 电亍，件i i 税嬲i 协 上上上上上l 盔 i 基于分布式对曩标准c 0 r b a 的中同件 i 垂 ih i m 叽油n m 赢喇络支撑墨牟f 同 上上聋 、 境 壹 涌 、一 一 多层 重 圉困团囡口 分市式曩羹痒 体 量 佰息化 髓的倡息 掘 传 潭基确噩 彝 、l 图2 1 协同设计体系结构图 该体系结构总体上分为三级的客户机服务器结构，分别为协作应用层、协 作服务层、网络环境资源层。最上层为协作应用层，其对应与参考模型中的功 能应用层，包括支持产品开发( 如产品规划、概念设计、结构设计、详细设计、 工艺设计等) 各阶段的应用模块，为各协同工作小组提供从产品方案设计、概 念设计等到产品仿真分析试验各阶段的应用功能，这些模块通过统一约用户界 面与用户交流，可以作为客户机分布配置。最下层为网络环境资源层，它对应 与参考模型中的网络通讯层，主要提供面向信息化制造的信息源基础、分布式 数据库、数据通信、网络互联以及多媒体数据传输等功能和协议，在物理上由 计算机网络、公共数据服务器和代理服务器等组成。其中面向信息化制造的信 息源基础包括( 如冲模设计资源、机械设计资源、机械加工工艺资源、液压设 计资源等) ，中间的协作服务层作为协作应用层与基本分布功能层之间的中介， 0 四川丈拳颈士学垃论文 对应于参考模型中的应用服务层，提供诸如产品数据管理、协作代理、视频会 议、共享自援等多种协同工作工具。协作服务层为适用于结构化和非结构化的 应用环境，采用了分布式对象标准c o 髓a 和组件技术，并加上事务服务器强大 的管理功能。 基于w e b 的冲压模具零件协同设计方案是以互联网为载体，以客户端用户 向i n t e r n e ts e r v e r 提交的各种设计要求为依据，调用由冲压模具手册和相关 手册的设计靓则和数据、公式建立起的数据库，来实现冲压模零件的快速设计。 为了提高软件的效率和性能以及可移植性，系统采用了模块化软件设计方法， 并且在设计过程中充分考虑了系统的服务性魇鲻和便科性琢刚以及客户端测览 器的兼容特性，使得使用各种浏览嚣的客户都可以方便地访问设计“1 w e b 技术由前端的w e b 捌览器和后端的w e b 服务器构成，它们之间借助超 文本传输协议( h t t p ) ，通过超文本格式( h t m l ) 的w e b 页面连接起来，而在 w e b 服务器和数据库之问使用一个中问件( m i d d l ew a r e ) 连接。w e b 服务器可 使用n e t s c a p ef a s tt r a c k 、e n t e r p r i s es e r v e r s 或w i n d o w s n t 中内置的 i i s ( i n t e r n e si n f o r m a t es e r v e r ) 等软件构建( 本文采用i i s ) ，中间件负责管 理w e b 服务器和数据库之阃的通信，并提供应用程序服务，实现全域范围的数 据提取，并将输出编摊成h t 旺格式的页面。 为了提高系统的网络安全性，增强程序模块的可重用性，系统在软件设计 中采用了基于c o m 的先进技术。c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 是m i c r o s o f t 公司开发的用于创建软件组件的规范，符合这种规范的软件组件可以集成到程 序中去，也可以向w i n d o - s 平台上的现有程序中添加新功能。c o m 除了具有面 向对象特性和客户服务器特性这两个基本特性外，还具有语言无关性，对进程 的透明性和可重用机制等j 等性。c o m 组件可以用各种语言工具编写而成，是o l e 、 a c t i v e x 私d i r e c t x 等燕范的基础。根据不同编程语言的特点，系统采用了功 能强大的d e l p h i 5 0 、s 口1s e r v e r 作为开发工具。 2 ，2 1 系统功能特性 进入用户主页面，用户选择要设计的零件类型。 打开冲压模具零件设计界面，用户根据提示输入各项参数和选择加工条件- 根据用户输入的参数，系统进行设计计算、校核，并将设计结果返回给用户- l o 第二章基于w e b 技术的佛同设计藤理及其在冲模设计的应用 用户确认结果，可进行冲压模具零件原理图的绘制及设计结果文件的打印。 2 2 2 系统的总体结构 为了便于设计和维护系统采用了基于c s 模式的三层体系结构，第一层 包括人机交互模块，主要实现客户端的人机交互：第二层为主控模块，该层主 要实现计算、校核以及各程序模块的协调控制功能：第三层集成支撑环境，主 要实现规则、数据和各种设计数据的存取和查询功能，远程设计的网络环境支 持以及为以后系统功能的进一步完善所提供的其它功能。 系统总体结构如图所示： 系统的工作流程如下： a 在客户端，用户提交设计请求并输入各种设计参数和条件。 b 系统进行设计计算并校核。 c 向客户端浏览器返回设计结果。 d 根据客户反馈信息对设计进行修改。 e 用户对设计结果进行打印和绘制零件图。 四川大学硕士学位论文 2 2 3 人机交互 人机交互模块主要包括网站主页及在设计过程中实现客户和服务器之间信 息交互的各个页面。它的主要功能一方面是接受用户的参数输入，并将用户输 入的信息传送给服务器端的推理机；另一方面是把服务器的设计结果信息返回 给用户。该模块采用了h t m l 的帧( f r a m e ) 超链接技术，使得客户可以对整个 站点的内容一目了然，轻松的点击链接各个页面。 2 2 4 主控模块 主控模块的功能是接受客户浏览器的设计请求，并在设计过程中，根据系 统设计各个步骤调用不同的模块来完成相应的任务，控制系统设计的程序流程， 以确保设计过程的顺利进行。在设计完成后，把各个模块的执行结果整合成页 面返回给客户端浏览器。 22 5 设计计算模块 在此模块中以冲裁模凸凹模尺寸计算为例介绍计算模块的实现方法，其结 构图如下： 图2 2 凸凹模尺寸计算结构图 用户根据界面提示进行参数输入和加工条件选择，系统根据用户选择的加 工条件做为查询数据库的条件，返回满足条件的计算公式和设计规则，并根据 用户输入的参数进行设计计算，最后将设计计算结果返回，以便用户进行修改 第二章基于w e b 技术的协同设计原理及其在冲模设计的应用 或进行下一步设计计算。 2 2 6 零件图绘制模块 零件图绘制模块的功能是根据用户输入和设计计算的各种设计信息( 这些 信息包括：零件结构类型选择、尺寸参数输入等) ，通过具有相应功能的c o m 组 件启动a u t o c a d 并自动绘出零件图。整个过程包括a u t o c a d 的启动、插入图像、 移动图像、提取属性、设置属性、删除、保存和a u t o c a d 的关闭等操作。 组件的建立及其部分接口方法如下： s e tc a d c o m = s e r v e r c r e a t e o b j e c t0 c a d c o m s t a r t c a d0s t a r ta u t o c a d c a d c o m m y li n e0 d r a wal i n e c a d c o m i n s e r t b l o c k0i n s e r tab l o c k 其中i n s e r t b l o c k 的具体实现方法程序如下： p u b li cs u bi n s e r t b l o c k ( i n p o i n t xa sd o u b l e ，i n f o i n t ya sd o u b l e i n p o i n t za sd o u b l e ， p a t h n a m ea ss t r i n g ，x s c a l ea sd o u b l e ，y s c a l ea sd o u b l e ，z s c a l ea sd o u b l e 一 r o t a ti o na sd o u b l e ，a h a n d l ea ss t r i n g ，a b l o e k r e fa sv a r i a n t ) d i mb l o c k r e f o b ja sa c a d b l o c k r e f e r e n c e d i mi n s e r t i o n p n t ( 0t a2 ) a sd o u b l e i n s e r ti o n p n t ( o ) = i n p o i n t x i n s e r t i o n p n t ( 1 ) = i n p o i n t y i n s e r t i o n p n t ( 2 ) = i n p o i n t z s e t b l o c k r e f o b j =a c b x l k p p a c t i v e d o c u m e n t 。m o d e l s p a c e i n s e r t b l o c k ( i n s e r t i o n p n t 。 p a t h n a m e x s c a l e ，y s c m e ，z s c a l e ，r o t a t i o n ) a h a n d l e = b l o c k r e f o b j a n d l e s e ta b l o c k r e f = b l o c l d i e f o b j e n ds u b 2 2 7 数据库模块 s q ls e r v e r 是目前非常流行的数据库管理系统，是m i c r o s o f t 公司在大型 1 3 四川大学预士学位论文 数据库领域的的旗舰产品。本文所用的s q ls e r v e r2 0 0 0 较以前版本具有以下 新增功能和特性： 具有完全的w e b 功能，支持扩展标记语言( 瑚l ) 并且拥有一个新的、 集成的数据挖掘引擎，可以让用户从b 2 b ( 商业到商业) 、b 2 c ( 商业到用户) 型的电子商务所提供的机会和高效性中获益。 通过对高端硬件平台以及最新的网络和存储技术的支持，可以为大型的 w e b 站点和企业级的应用提供扩展性和高可靠性。 使用了工业界最先进的数据库构架，它与m i c r o s o f tw i n d o w sd n a2 0 0 0 平台紧密集成，使用户能够在i n t e r n e t 商业领域快速创建应用。 可以把数据库的工作负载分布到普通服务器群集上，以实现高度的可扩 展性。 直接支持最新的、高度的系统区域网络( s a n ) 技术，从而极大地提高 了应用程序地性能、系统的可扩展性和可靠性。 引入了索引视图技术，运用该技术可以为关系型数据库设计出高性能的 报表应用程序。 其中数据库包括规则、数据、图形、公式等，本系统数据库是将设计手册 中的经验公式定义为规则，在设计计算和校核过程中调用数据库中的相应规则、 数据、图形、公式等。 为了保证数据库数据的安全可以特别编写与数据库连接的c 兀a s p ，在其它 a s p 网页要与数据库连接时，只要包含此文件即可完成与数据库的连接。 程序如下： 为了使各个模块都能调用数据库的数据，因而，有必要统一数据库中数 据表的格式。 1 4 第二章基于w 曲技术的协同醴计原理及其在冲模设计的应用 2 3 协同设计系统的实施技术 协同设计系统可看作是支持多学科设计组共同设计的软件环境，它便于 用户描述需求，易于设计问题的形成、设计问题的理解和评价，还要能动态地 定义设计对象，建立对象闯的关系积约柬。系统的实现不光要考虑每一设计主 体的性能，同时更要考虑不同设计主体和设计任务之间的数据、信息、知识的 相互交换、相互反馈、相互协调。机械产品、尤其是复杂产品的设计任务，往 往需要分布在不同部门或不同场所的、具有不同领域知识的专家群组协同合作 完成。在计算机网络环境下模拟人类专家群组合作的自然属性，开发具有网络 协同作业功能的c s d 系统是当前c a d 技术研究的前沿课题之一。 i n t e m e f f i n t r a n e t 提供了完成这种异地分布式协同设计的物质基础，w e b 技术则 构成了协同设计环境的低屡技术支撑，但协圊工作系统的协圉机理、进程协讽、 设计信息的集成等关键技术目前还没有有效解决】。因此针对机械产品设计的 需要，研究i n t c - m e t i n t r a u e t 模式下设计任务协同求解的原理和实施方法有重大 的理论价值和现实。 w w w ( t h ew o r l dw i d ew e b ) 是一个基于超媒体的系统，它在i n t e r n e t 上用超链接方式浏览信息1 w w 所采用的技术称之为w e b 技术。w e b 上的信息存 放在w e b 页面上，一个w e b 页面是文本、图像、声音、图形、视频等形式的集 合“”。w e b 页面还可以包含到其它页面的超链接，以实现菲顺序台q 信息铡览。 w e b 的成功取决于它的简单，它允许用户提供、使用参考在地理上分布于世界 各地的信息，用户可以独立于计算机硬件浏览多媒体文档，能与其它数据通信 协议兼容，如f t p ( 文件传输协议) 和t e l n e t ( 远程登录) 等。w e b 由一个计 算机网络组成，最基本w e b 系统包括w e b 服务器、效据库服务器、w e b 客户机 以及相应的w e b 服务软件、i n t e r n e t 网络协议软件和w e b 浏览器软件等。1 。 2 3 1 计算枧客户机l l l l l 务器( o s ) 处理模式 随着网络技术的发展网络管理较件已觚原来的c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式 发展到了如今b s d b s ( b r o w s e r s e r v e r d bs e r v e r ) 组成的三层开发模式， b i s d b s 模式几乎成了现代软件业的标准。与传统的c l s 开发模式相比，b s o b s 开发模式极大地简化了客户机上只需配置少量软件，服务器将负担更多地工作， 四川大学硕士学位论立 对数据库的访问和应用程序的执行将在服务器上完成，利用b s d b s 三层结构 的w e b 数据库开发已成为大势所趋，目前主要的开发技术有；基于p e r s h e l l 的c g i 、m i c r o s o f 的i s a p i 、n e t s c a p e 的n s a p i ，以及微软的a s p ，而