（机械设计及理论专业论文）基于proenginee结构分析的多轴头卧式钻床的研究设计.pdf

7 7 8 7 4 7 基于p r o e n g i n e e r 结构分析的 多轴头卧式钻床的研究设计 专业：机械设计及理论 研究生：王充指导教师：马咏梅 多轴头卧式钻床是针对某个或某几个需进行大量钻孔加工的零件而设计制 造的一种专用钻床它由多轴头箱、钻模、夹具、导轨、控制系统、附件和机 架几部分组成。本课题采用现代设计方法和技术，主要是对多轴头箱内齿轮和 钻模的机械结构，应用p r o e 进行三维造型和结构的有限元分析，确定组合多轴 头系统的设计后，进一步对其他功能模块研究设计，主要完成了以下几方面的 工作： 首先分析被加工零件，提出专用钻床设计的总体方案，并提出建立一个多人 合作开发的设计数据管理系统，集中管理研究设计中的一些数据资料，便于相互 查找和参考，为开始研究设计作准备。 然后是对组合多轴头箱内主动轮和从动轮系统的设计以及对钻模的设计。 基于p r o e 三维设计平台进行结构造型，应用p r o e 中应用程序中的m e c h a n i c a 进行有限元前处理和主计算分析，然后并将其主计算结果导入a n s y s 8 0 中进 行后处理，观查和分析其结构的变形情况并确定设计数据。 在对多轴头卧式钻床的主要部件组合多轴头系统结构分析确定设计数据之 后，再根据多轴头卧式钻床的各功能模块进一步对其他功能模块分析设计，如选 用导轨，分析其运动和受力，确定其使用寿命，分析控制系统，提出控制方案，并 对一些附件部分作了说明，设计机架结构。各非购部分的零件图和装配图都是 以插图的形式在文中用c a d 绘制。最后绘制出多轴头卧式钻床的总装图。 关键词：多轴头卧式钻床计算机辅助设计有限元功能模块 s t u d y o nm u l t i s p i n d l eh o r i z o n t a l d r i l l i n gm a c h i n e b a s e do np r o e n g i n e e r a n a l y s i s m a j o r ：m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y p o s t g r a d u a t e ：w a n gc h o n g s u p e r v i s o r ：m ay o n g m e i m u l t i s p i n d l eh o r i z o n t a ld r i l l i n gm a c h i n ei sak i n go fs p e c i a ld r i l l i n gm a c h i n e w h i c hw l l sd e s i g n e da n d , n a d ct oa i ma lac e r t a i no rs o m es e v e r a lp a r t sw h i c hn e e d d r i l lh o l ef o rl a r g eq u a n t i t y i tw a sm a d eu po fm u l t i - s p i n d l eb o x ，d r i l l i n gm o d e l ， t o n g s ，l e a d i n go r b i t ，c o n t r o ls y s t e m ，a c c e s s o r i e sa n ds t a n d t h e3 dm o d e lw e r e c r e a t e da n di t ss t r u c t u r ew e r ea n a l y z e dw i t ha d v a n c e dt e c h n o l o g y p m 厄a n df e a f o rt h em e c h a n i c a ls t r u c t u r eo fg e a ra n dd r i l l i n gm o d e li nm u l t i - s p i n d l eb o xi nt h i s s u b j e c t 、b a s e do nt h ea n a l y s i s ，t h e nt h eo t h e rf u n c t i o nm o d u l e sw e r es t u d i e da n d d e s i g n e da n da n a l y z e df u r t h e r t h ef o l l o w i n gw o r k sw e r ed o n e ： f i r s t l y ，a n a l y z j n gt h em a d ep a r t ，t h eo v e r a l ls c h e m ew a sp u tf o r w a r d f o rt h e w o r ko fs t u d ya n dd e s i g n ，i tw a ss u g g e s t e dt h a tb u i l dad a t am a n a g e m e ms y s t e m w h i c hs e v e r a lp e o p l ew o r kt o g e t h e r ，t h ed a t am a n a g e m e ms y s t e mm a n a g e dc e n t r a l l y t h ed a t ai ns t u d ya n dd e s i g n ，s ot h a td e s i g np e o p l ef o u n de a s i l ya n dc o n s u l t e di n t h e i rd e s i g n i n gp r o c e d u r e s e c o n d l y ，t h ed r i v e rg e a ra n dt h ed r i v e ng e a r si nt h em u l t i - s p i n d l eb o xw e r e s t u d i e da n dd e s i g n e d a sw e l la st h ed e s i g no fd r i l l i n gm o d e lw e r es t u d i e da n d d e s i g n e d b a s e do np r o e3 dd e s i g n i n gp l a t f o r m ，t h e i rm o d e l sw e r ec r e a t e d ，t h e n t h e i rp r e p r o c c s sa n dm a i nc a l c u l a t i o nl b rt h e mw e r ed o n ei nm e c h a n i c ao fp r o i ! ， t h er e s u l to f t h em a i nc a l c u l a t i o nw e r ei m p o r t e di n t os o f t w a r ea n s y s & 0 ，t h ep o s t i p r o c e s sw e r ed o n ei nt h es o f t w a r ea n s y s 8 0 ，t h r o u g ho b s e r v a t i o na n da n a l y s i st o t h ed e f o r m a t i o no f t h es t r u c t u r e s ，s o m ed e s i g nd a t aw e r em a d es t i l ea tl a s t a f t e rt h ed a t ao ft h em u l t i - s p i n d l eb o xi nm u l t i s p i n d l eh o r i z o n t a ld r i l l i n g m a c h i n ew e r em a d es u r e ，a c c o r d i n gt oi t se v e r yf u n c t i o nm o d e l ，s o m ea n a l y s i sa n d i i d e s i g n sw e r ed o n e ，s u c ha st h el c a do r b i tw a ss e l e c t e d ，a n dl t sm o v e m e n ta n ds u f f e r w e r ea n a l y z e d ，s ot h a ti t sl i f ec o u l db e e ne s t i m a t e d t h co t h e r s ，a n a l y z i n gc o n t r o l s y s t e m ，p u t t i n gf o r w a r dt oc o n t r o lt h ep r o j e c t ，a n da d d i n ge x p l a n a t i o nt ot h es o m e a c c e s s o r i e s ，d e s i g n i n g s m n dw e r ed o n et o o t h en o - p u r c h a s ep a r td r a w i n ga n d a s s e m b l ed r a w i n gw e r em a d ei nc a di np a p e r f i n a l l y ，t h eo v e r - a s s e m b l ed r a w i n g o f m u l t i - s p i n d l eh o r i z o n t a ld r i l l i n gm a c h i n e w e r ed o n e k e y w o r d s ：m u l t i s p i n d l e h o r i z o n t a ld r i l l i n gm a c h i n e c o m p u t e ra s s i s t a n c ed e s i g n f i n i t ee l e m e n ta n a l y s i s f u n c t i o nm o d u l e i l 四川大学工学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题来源及背景 随着科学技术的发展，设计理论、方法和手段不断仓0 新，使得产品的结构 和功能产生了很大变化，产品设计开始进入半自动化和自动化设计阶段。绝大 部分的机械产品，已经开始与电子电路紧密结合，应用机械、电子信息的有关 技术，对它们进行有机的组织和综合，实现整体的最佳化。机械产品发展的趋 势是体积小、重量轻、操作方便、可靠性高，因此机电一体化是实现它的最重 要手段。一些生产效率低，劳动强度大，工作环境差的加工设备在一些企业成 为在激烈的市场竞争形势下取得效益的障碍。急需一些生产效率高、加工精度 高、使用寿命长、操作强度低的专用设备来替换原有的一些设备。 本课题主要根据四川建安工业有限责任公司在生产汽车后桥壳体、联接件 ( 凸缘零件) 钻孔及攻丝的要求而设计的专用加工机床。由于工厂的加工环境和 厂方要求，该专用机床采用卧式结构。 公司目前生产该类零件采取的是大量单件人工加工方式，即工人把工件放 上工作台，安好模具夹紧，然后压下钻头，一个孔一个孔地加工，待四个孔加 工完后，再松开夹具，取下钻模，拿开加工 后的零件，再进行第二件的加工( 如图1 ) 。该 零件产品生产量较大，大约2 0 0 件天，这样 的加工方式需要2 4 小时工作才能满足生产需 要，工人实行三班制，其劳动强度极大，成 为该零件整个生产线的瓶颈，研制一专机来 改进当前厂内这样生产方式已是事在必行。 专机在劳动强度上可以大大地减轻，工作效 率也可以大大的提高，加工的质量同时也可 相应地提高。 图l 厂家原立式加工钻床图 四川大学工学硕士学位论文 1 2 专机的特点、现状和现代设计方法及技术在专用设备研究中的应用 专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，而且往往是 组成自动生产线式生产制造系统中，不可缺的机床品种。组合机床是专用机床 的一种，它以标准化部件为基础，配以少量的专用部件组成。专用机床是一种 量体裁衣产品，具有高效自动化的优点，是大批量生产企业的理想装备。 随着制造技术的进步，专用机床在生产实践中占有一定的比重。专用机床及其 自动化生产线的制造，与大量生产汽车等性质不一样，也与普通机床的制造性 质不一样，它具有两个极其鲜明的特征：一是集成性。用户订购专用机床都是 要求交钥匙工程，它集加工工艺( 含工艺方法及工艺参数) ，机床、夹具、工 具( 包含辅助) 的开发设计与选择，检验测量( 包括进入机床前的毛坯检验、 加工中及成品的检验测量) 物流的输送，切屑和冷却液的防护与处理等于一 体。它不仅仅解决其中的某一问题，而是要解决好涉及较宽的技术领域可能遇 到的每一个问题。二是单一性。专用机床几乎都是单台性生产，要根据用户提 出的要求，进行一次性开发，一次性制造，而且还要保证一次性成功。专用机 床的设计制造涉及专业面广，要具备较丰富的工艺知识，要比较熟悉用户的制 造工艺。要保证一次成功，培养一名熟练的主管设计师，要花几年时间，才能 做出好的产品设计、好的制造工艺，生产出好的产品，技术成长期要长。 据有关资料介绍，日本2 0 0 1 年专用机床产值占机床产值的比达到8 8 ： 我国台湾省这一数字达到6 9 ：而我国仅为o 6 7 。所以，在当前产品结构 调整中，发展专用机床是行业发展中的一个值得注意的问题。特别是在国家计 划大力振兴和发展国有老工业基地的背景下，专机应该具有较为广泛的市场空 间和竞争潜力。目前一些国内大中型企业和相当一部分民营企业迫切需要开发 制造质量更好、性能更优异的专用机床及其自动线，以其优质完普的服务，满 足其生产的需求。 根据机械设计的现代理论、方法和设计规范和行业的新标准等，把工程设 计问题按照现代设计的理论和方法、要求建立一个能体现设计问题的数学模 型，然后，采用现代设计的理论和方法找出它的最优化方案，使问题的解决更 完善化。【1 】 近十年来，以计算机为工具，以有限元为方法，利用现代设计方法，形成 了现代机械设计方法。从国际范围来说，现代机械设计方法在近十年来才开始 四川大学工学硕士学位论文 重视起来并得到迅速的发展。现代机械设计方法虽然发展历史很短，但进展很 快，在各种专用机械设计和工艺设计方面都很快得到应用，并取得到了一定的 成果。 现代设计方法的发展趋势：1 ) 基础理论的深化和扩展，从宏观向微观方 向的发展。2 ) 从静态设计向动态设计发展，从个别零件设计向系统设计方向 发展。3 ) 发展有优化设计、可靠性设计等新的设计方法。4 ) 计算机的应用改 变了设计的方法，c a d c a m 、c i m s ( 计算机集成制造系统) 的应用改变了 传统工业的加工模式。5 ) 机电一体化6 ) 实验技术与微观、动态的精密测量 技术快速发展。【6 j 现代设计方法主要包括：系统分析设计法，创造性设计方法，价值分 析，模糊评价和矩阵政策，技术预测方法，相似理论及相似设计方法，机械可 靠性设计，有限元分析方法，静态分析设计法，动态分析设计法，机电控制系 统状态空间表达式，计算机辅助设计，专家系统等。【7 1 四川大学工学硕士学位论文 i 3 被加工凸缘零件的结构简介 i 3 1 凸缘零件图 4 四川大学工学硕士学位论文 1 3 2 凸缘零件图的说明 该零件属盘盖类零件，主要起传动、连接、支承、密封等作用，主体为回 转体，厚度方向的尺寸比其它两个方向的尺寸小，其上主要有凸台、孔等局部 结构。有配合要求和用于轴向定位的表面，其表面粗糙度和尺寸精度要求较 高，端面与轴心线之间常有形位公差要求。在前面的工序中己加工了渐开线花 键2 4 2 2 i ( b 级) ，以及沉孔0 4 5 h 8 和0 4 1 ，在此基础上专用设备需要加工 均布在0 8 5 圆周上的四个0 1 0 的孔。为后序的螺纹加工作准备。外表面己加 工，技术要求中要求已加工表面不允许有碰伤，划痕等缺陷。 该零件材质为4 0 c r ，加工孔位置硬度不高于3 5 h r c ，孔径不大于0 1 0 ，要 保证4 个孔的相对于沉孔0 4 5 h 8 和法兰平面的位置度为沉孔0 0 1 5 。 1 3 本文主要研究内容 根据专机开发研究的特点，利用现代设计方法和理论，在本课题中运用 大型c a d c a e c a m 软件平台p m e 和a n s y s 软件对多轴头钻床的部分零件进 行结构造型和有限元分析，并在此基础上绘c a d 工程图纸。研究设计具体包 括以下几个方面的内容： 第一章：概述专机的特点、现状和现代研究设计方法和技术，并介绍被 加工零件的结构特点。 第二章：提出本课题多轴头卧式钻床的研究设计的总体方案。 第三章：基于p d m 的理论建立研究设计设备的设计数据管理系统。 第四章：运用现代设计方法和技术，用p m e 软件对多轴头箱的主要零 件齿轮及钻模的结构进行静态及动态分析。 第五章：分专用钻床的功能模块，系统地设计和分析多轴头卧式钻床的 各零部件，并在文中插入必要的设计工程图样。 第六章：综合上述设计内容绘制设备总装图，对比利用本专机加工与原 来的厂方的加工状况，说明利用本专机加工的优点。 四川大学工学硬士学位论文 第二章多轴头卧式钻床设计的总体方案 2 1 机床总体方案设计 总体方案设计包含功能设计、结构设计和性能分析三部分。1 功能设计，即在调研分析，确定了所设计机床的工作参数( 运动、动力、 尺寸) 之后，通过功能分解，创新出或类比出可以实现加工要求的各种总体布 局方案。创新设计，主要通过对运动功能的分解和合成来确定其布局方案，这 对于设计加工特定零件的专用机床较为有效。而变型设计或类比设计主要通过 查询比较确定可参照的机床布局方案，大量用于设计一般的通用性机床。 结构设计是在总体布局方案基本确定后，对机械结构件进行主要形状和尺 寸的设计，这同样有类比和创成设计两类。类比设计是建立在成组技术和模块 化技术的基础上，采用参数化设计方法来实现。而创成式设计主要是按照设计 人员的意志，通过对基础模块( 板、梁、筋、孔、凸缘、法兰等) 的实体进行 拼装、重迭等操作来实现。 性能分析是根据机床的总体性能要求对运动误差、精度和刚度等进行设计 分配，并综合应用有限元法、边界元法、分布参数法等方法快速计算和比较各 种可能方案的优劣。 本课题研究的多轴头卧式钻床，功能设计是针对汽车后桥壳体、联接件 ( 凸缘零件) 钻孔及攻丝，根据凸缘零件特征、在调查和根据厂方的要求，类比 一些同类零件加工的钻床确定设计四孔次加工完成的多轴头卧式钻床。 在结构设计上运用现代设计理论和方法，三维造型技术对设计的零部件造 型，有限元分析方法对其结构进行静态和动态分析，比较其结构设计参数取最 优的设计参数。 在性能设计方面由于工作量大，和现有的软件不是正版全功能的软件( p r o e 2 0 0 1 非正版软件不带有m e c h a n i s m 等功能) 不能对多轴头卧式钻床进行 摸拟现实，进行动态的仿真的机构运动分析，本文只针对部分结构进行了误差 分析。 2 2 多轴头卧式钻床的总体方案设计 为了改变工厂的生产状况和提高生产效率，确定本专机一次完成四孔的加 工，被加工凸缘零件的四个孔均布在0 8 5 圆周上，这要求设计的多轴钻头也是 6 四川大学工学硕士学位论文 这样的尺寸分布，相应多轴头箱内的齿轮中一l l , 距为4 2 5 w n ，所以多轴头箱内 齿轮比较小，对其结构性能有必要进行分析。其总体方案设计流程图如图3 - 1 所示。 机床的总体方案设计 功能设计ll 结构设计li 性能分析 铬 床 主 运 动 蠢i 蓁i 蓁i 蓁5 嚣 札 系i 定i 系i 构i 班l 位l 绕i i i 运用软件 c a d 2 0 0 4 f r o t e 三 工程图 l 维造型 需要 加工 制造 的零 件 多轴头il 滑台 箱内 il 钻模 主动轮il 加工 从动轮il 钻模1 分析方法和使用软件 常规fp r o e a n s 方法l1 y s 图3 1 多轴头卧式钻床总体方案设计流程图 主动轮 从动轮 钻模 多轴头 卧式钻 床装配 驷陲 上述设计方案是采用现代设计方法和技术，性能分析采用的有限元的分析 方法，p r o e 软件可进行有限元分析，但只能进行前处理和主计算，不能进行 后处理，所以要进行结果观察，将p # o e 的主计算结果导入a n s y s 中进行后处 理即可。在p r o e 的有限元分析模块中，用户可以直接使用p r o e 生成的模块 数据进行网格划分，包括点、线、面和体等，完成有限元模型的建模工作，并 生成批处理作业命令流文件。该结果文件可以直接为专业有限元分析软件所 用，也可稍加修改后使用。由于p r o e 的特征相关联性，所以修改模型方便； 在处理过程中，模型一致性好、数据完整，克服了专业有限元分析软件前处理 能力不足的缺点，提高了整个有限元分析工作的效率。 四川大学工学硕士学位论文 在本论文研究中，由于工作量大，时间不够充足，相应应用的软件局限性 等原因不能全部实施和写出。如多轴头卧式钻床装配动态模拟运动仿真，因其 装配零件数量很多，要全部三维造型和装配起来才能实现，工作量较大。 下面是对各功能模块采用的方案具体说明： 1 、钻床主运动： 电机一万向传动机构一减速机构一组合多轴头一工件 电机通过万向传动机构带动主轴。主轴转速及送进运动均为无级调速、钻 床调整、操作方便。 电机的选用： 电机作为加工中的动力部分，其转速直接影响到工件的加工质量，该加工 件的加工厚度8 m m 的通孔，电机的功率选用2 k w 。加工刀具选用硬质合金u 钻，切削效率高。 2 、进给机构： 送进运动为液压传动，采用液压滑台导轨机构，实行水平进给。 3 、驱动系统： 驱动选用液压的方式，主要是液压具驱动力大，工作平稳，噪音小等优级 点，而气动工作平稳性差，噪音大。本专机在夹具的夹紧驱动装置上也使用液 压方式，比单方面考虑夹具要经济一些。 4 、夹具定位机构： 根据该工件的特点和设计选择加工方式的要求，选择沉孔0 4 5 h 8 ( ，”) 和法兰端面，定位应准确可靠。 5 、控制系统： 控制系统是控制的正常启动、加工和停止，以及出现时故障的应急处理。 6 、主机架： 主机架作为加工的工作台面，是支撑和连接各机构和系统的重要机构，台 面的尺寸大小，材料选择，强度要求，结构是否合理，一些加工配套设旅的设 计在这个设计中考虑，主要是针对灯光照明，冷却水的设计，加工落削的清 理，是一个重要的结构设计环节。 2 3 本章小结 本章从总体设计理论出发提出本课题研究设计的总体方案。 四川大学工学硕士学位论文 第三章多轴头卧式钻床设计数据管理 在产品的开发设计经常是多人合作的项目，在设计过程中会有很多的图纸 和文档产生，有些相关的图纸和数据，根据需要经常为他人所参考，如果没有 一种有序的管理，给设计和研究带来诸多不便，同时还容易出错。设计数据有 序管理是现代设计的发展趋势，设计数据有序管理能够为企业节约成本、提高 效率，研究当前机械制造行业的发展趋势可以发现，越来越多的企业将注意力 提高到数据有序管理中来。数据有序管理系统能够为企业的设计制造提供巨大 的帮助。 本课题也是多人合作开发项目，在参考p d m ( 产品数据管理) 系统的理论 原理下，运用m i c r o s o f t v i s a l n e t 的开发环境，用c 撑语言、a d o n e t 数据 连结方法和s q l 2 0 0 0 数据库事先开发一个简单的设备设计数据管理系统，为 开始研究设计作准备。其功能主要是实现资源共享，每个参与项目的人员在做 好自己的工作上传到这个数据管理系统中，实现统一管理。可随时参考检查， 当有相互之间数据或设计中不当的地方可及时的发现和提出并讨论，从而提高 工作效率。 3 1p d m ( 产品数据管理) 理论 p d m 管理的主要对象是产品的。元数据，即有关产品信息的信息，其实现 基础是电子仓库( e l e c t r o n i cd a t av a u l t ) 。电子仓库通常是建立在通用的数 据库基础上的。对于一个完全的分布式电子仓库，其透明性可使用户无需考虑 分布式环境下各种数据的实际物理存放位置，而快速、集中地处理产品信 息。p d m 是以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把企业生产过程中 所有与产品相关的信息和过程集成起来，统一管理，使产品数据在其生命周期 内保持一致、最新和安全，为工程技术人员提供一个协同工作的环境，从而缩 短产品研发周期、降低成本、提高质量，为企业赢得竞争优势。一般而言，与 产品相关的信息包括项目计划、设计数据、产品模型、工程图纸、技术规范、 工艺资料等等；与产品相关的过程包括工作流程、机构关系等过程处理程序。 p d m 技术就是将它们集成并管理起来，使企业的并行工程能够真正发挥效益。 9 四川大学工学硕士学位论文 p d m 分为四大类2 0 个分模块：基本模块、协同支撑模块、应用接口模块和应 用工具集 基本模块 权限管理： 引入角色概念，系统提供对部门及人员的权限设定。 文档管理：提供产品数据( 图纸、文档) 的浏览创建、编辑、删除、 拷贝、借用、查询的操作。 结构管理：通过图纸导入与手工创建生成结构树，并可对结构树进行管 理( 插入、移动、删除、拷贝) 。 版本管理； 提供图档的版本和工作版本管理，系统可实现活动版本的设 最、版本回滚、版本定型操作。 配置管理：提供对具有同一产品结构的不同类型的产品进行配置的管 理，用户在同一结构下通过选择不同版本来构造不同的产品。 报表统计：系统根据产品结构、。配置信息自动创建b o m ，并提供b o m 中 数量的自动汇总功能。 综合查询；提供多种查询手段，对查询结果提供浏览、编辑、复制等操 作。 零件簇管理：对零部件进行分类管理，每个零件簇的定义都由一个或多 个分类规范组成。 系统管理：配置在系统服务端，包括日志管理和数据备份与恢复功能。 协同支撑模块 项目管理：人力资源分配、项目分解、项目监控 工作流管理： 包括工作流引擎、监控系统、工作流客户端接口 邮件系统： 内部邮件系统收发功能 红线批注( a u t o c a d ) ：应用在图纸审批环节 应用接口模块 c a d 系统接口 ( a u t o c a d 、c a x a 、s o l i de d g e 、s o l i dw o r k s 、u g - i i 、p r o e ) 。 与p r o t e l 等电子c a d 系统的接口 与e r p 系统的接口 应用工具集 到川大学工学硕士学位论文 打印中心：提供自动拼图功能 批量入库： 导入c a d 历史数据，自动生成产品结构等 定制工具集：表单定义、工作流图形化定义工具等 用户自定义：结构树定义、界面定义、数据组织方式定义等 3 2 多轴头卧式钻床设计数据管理系统 一、设备设计数据管理系统的设计思想 多轴头卧式钻床的研究设计是多人合作共同研究开发的项目，涉及到多个 零部件的图形绘制需要查找许多相关的资料，计算机上绘图和写文档资料，是 我们研究设计的工作环境，因而将一个设备的研究设计资料统一集中起来管 理，便于本人和他人在需要的时候查找相关的资料，杜绝查找资源共享料的无 序状态，节约设备的研究设计时间，从而提高工作效率。本专用设备的研究设 计有大量的图纸和设计分析数据，为了在工作的方便做一个简单的设计数据管 理系统，将陆续做的工作放在这个管理系统中统一管理。多轴头卧式钻床由组 合多轴头系统、夹具的设计、钻模的设计、导轨部分、机架部分、控制系统等 几个功能模块组成，各个功能模块又由许多的零件组成。本人在该项目中主要 负责组合多轴头系统和钻模和夹具的研究设计。建立这个管理系统分级来管理 各个功能模块，再分级管理这些功能模块中的零件。 二、设备设计数据管理系统的设计方法 基于p d m 管理思想。在本课题的研究中选用其中的部分管理方法建立多 轴头设备管理系统。本系统程序模块的设计选择微软公司的新一代m i c r o s o f t v i s a l n e t 作为开发平台，它是一个基于w i n d o w s 操作系统平台的面向对象 的可视化编程环境，利用c # 开发语言和s q l 2 0 0 0 进行设备数据库管理，采用 a d o n e t 数据存取的方法。 v i s u a ls t u d i o n e t 是为x m l 开发服务为中心的应用程序，是软件开发功 能最强大的软件开发工具之一，提供统一的集成开发环境，支持在同样的开发 环境里用v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、v i s u a lc # 、v i s u a lj + + 和其他数十种 编程语言，编写、调节器试和部署各种应用程序。v i s u a lc # 作为一种新的编 程语言集中了c 和c + + 的优点。 a d o n e t 是微软n e t 框架中的数据访问组件，是一种新的数据访问对象模 四川大学工学硕士学位论文 型。a d o n e t 对象模型的交互关系为( 如图3 - i ) ： 图3 1a d o n e t 对象模型的交互关系图 l 、建立管理系统数据库表 本系统中需要建立三个表，分别是：设备名称表、设备部件表、零件表。 d e v i c e n a m e _ t a b l e ( 设备名称表) ： 字段名称类型长度是否为空描述主外键 d e v i c e l di n t4否设备编号主 n a m ev a r c h a r5 0否名称 d e s c r i p t v a r c h a r1 0 0 0是备注 相应的数据集程序代码： u s i n gs y s t e m ： u s i n gs y s t e m d a t a ； u s i n gs y s t e m r u n t i m e s e r i a l i z a t i o n ： n a m e s p a c ed e v i c e c o m m o n d a t a f i d e v i c e d a t a 数据集 作者： 完成时间：2 0 0 5 4 一l i n t m o d e l d e s irsystemc o m p o n e n t m o d e ld e s i g n e r c a t e g o r y ( 一c o d e 一) ( 1) j s e r i a l i z a b l e a t t r i b u t e p u b l i cc l a s sd e v i c e d a t a ：d a t a s e t p u b l i cc o n s ts t r i n gd e v i c e _ t a b l e = d e v i c e ” 婴业盔堂三堂堡主堂垡丝皇 p u b p u b p u b p u b p u b p u b c o n s ts t r i n gd e v i c e i df i e l d c o n s ts t r i n gc o d e _ f i e l d c o n s ts t r i n gn a m e _ f i e l d c o n s ts t r i n gd r a w i n gf i e l d c o n s ts t r i n ga n s y s _ f i e l d c o n s ts t r i n gd e s c r f i e l d p u b l i cd e v i c e d a t a 0 b u ii d d a t a t a b le s ( ) j = d e v i c e i d = 。c o d e ： = n a m e ： = d r a w i n g ： = ：a n s y s ： = ”d e s c r 4 ： p r i v a t ed e v i c e d a t a ( s e r i a l i z a t i o n i n f oi n f o ，s t r e a m i n g c o n t e x tc o n t e x t ) b a s e ( i n f o ，c o n t e x t ) ) p r i v a t ev o i db u ii d d a t a t a b l e s0 ( d a t a t a b l et a b l e = n e wd a t a t a b l e ( d e v i c e j a b l e ) d a t a c 0 1 u m n c o l l e c t i o nc o l u m n s = t a b l e c o l u m n s ： c 0 c o c o c o c 0 c o t h i s t a b l e s a d d ( t a b l e ) d e v i c e p a r t t a b l e ( 设备部件表) 字段名称类型长度是否为空描述主外键 d e v i c e i di n t4 否设备编号外 p a r t i di n t4否 部件编号主 n a m ev a r c h a r1 0 0 0 是名称 d e s c r i p t v a r c h a rl o o o是备注 用上述同样的方法可建立相应的数据集程序代码。( 略) 1 3 zn 鸽”“酚 h 驱n “抽孤一n巾n打托乳乳旭矗筘叭聃“锄鲫侣托妇趼nn 盯”疆“蹄趼 g g “ 订靠村” ，阳阽o 阳 曲订”阢o on 珥珥m 加d一乩队f一礓晒 n耵ff k 0 一t 耵峪傩吖删州雌；蚕 d c n d 川nd d d d d dm m m m 艋m：宝：宝淞嬲：宝；宝帅岫帅吼吼啪 四川大学工学硕士学位论文 i t e m t a b l e ( 零件表) 字段名称 类型 长度是否为空 描述 主外键 p a r t i di n t4否 部件编号 外 i t e m l di n t4否 零件编号 主 d r a w i n g1 b a g e是 图形 a n s y si m a g e是文字或图形 d e s c r i p t v a r c h a rl o o o 是备注 用上述同样的方法可建立相应的数据集程序代码。( 略) 设备a d o n e t 的数据存取： u s i n gs y s t e m ： u s i n gs y s t e m d a t a ： u s i n gs y s t e m d a t a s q l c l i e n t ： u s i n gm i c r o s o f t p p l i c a t i o n b l o c k s d a t a ； u s i n gd e v i c e c o m m o n d a t a ： n a m e s p a c ed e v i c e d a t a a c c e s s 十 d e v i c e d a o 数据存取对象 作者： 完成时间：2 0 0 5 4 8 i i i p u b l i cc l a s sd e v i c e d a o p u b li cd e v i c e d a t af i n d b y p r i m a r y k e y ( i n td e v i c e i d ) s t r i n gs q l = r s e l e c td e v i c e i d ，c o d e ，n a m e ，d r a w i n g a n s y s ，d e s c r f r o md e v i c e 慨ed e v i c e l d = o d e v i c e l d ： s q l p a r a m e t e rp a r a m = n e ws q l p a r a m e t e r ( d e v i c e i d ，s q l d s t y p e i n t ，4 ) ： p a r a m v a l u e 2 d e v i c e i d ： d e v i c e d a t ad a t a s e t5n e wd e v i c e d a t a ( ) ： s q l h e l p e r f i l i d a t a s e t ( d e v i c e c o n f i g u r a t i o n c o n n e c t i o n s t r i n g ， c o m m a n d t y p e t e x t ，s q l d a t a s e t ，n e ws t r i n g 【 d e v i c e d a t a d e v i c e _ t a b l e j ，p a r a m ) ： r e t u r nd a t a s e t ： j i i i t f 获取全部设备 t ( r e t u r n s ( r e t u r n s p u b l i cd e v i c e d a t ag e t d e v i c e s ( ) 1 s t r i n gs q l = g - s e l e c td e v i c e i d ，c o d e ，n a m e ，d e s c rf r o md e v i c e ： d e v i c e d a t ad a t a s e t2n e wd e v i e e d a t a ( ) ： s q l h e l p e r f iii d a t a s e t ( d e v i c e c o n f i g u r a t i o _ nc o n n e c t i o n s t r i n g ， c o m m a n d t y p e t e x t ，s q l ，d a t a s e t ，n e ws t r i n g d e v i e e d a t a d e v i c e _ t a b l e ) ： r e t u r nd a t a s e t ： ) p u b li cv o i di n s e r t ( d e v i c e d a t ad a t a ) s t r i n gs q l = e i n s e r ti n t od e v i c e ( c o d e ，n a m e ，d r a w i n g a n s y s ，d e s c r ) 1 4 四川大学工学硕士学位论文 v a l u e s ( o c o d e n a m e ，o d r a w i n g a o s y s d e s c r ) 。： s q l p a r a m e t e r p a r m s = n e ws q i p a r a m e t e r n e ws q l p a r a m e t e r ( c o d e ，s q l d b t y p e v a r c h a r ，2 0 ) ， n e ws q l p a r a m e t e r ( n a m e 。，s q l d b t y p e v a r c h a r 5 0 ) n e ws q l p a r a m e t e r ( d r a w i n g ，s q d b t y p e i m a g e ) n e ws q l p a r a m e t e r ( a n s y s ， s q l d b t y p e i m a g e ) ， n e ws q l p a r a m e t e r ( d e s c r ， s q l d b t y p e v a r c h a r 1 0 0 0 ) i s q l c o n n e e t i o nconn=news q i c o n n e c t i o n ( d e v i c e c o n f ig u r a t i o n c o n n e c t i o n s t r i n g ) c o n n o p e n 0 ： s q l t r a n s a c t i o nt r a n s = c o r m b e g i n t r a n s a c t i o n ( ) ： t r y p a r m e 0 v a l u e = r o w d e v i c e d a t a c o d e p a r m s 1 v a l u e = r o w d e v i c e d a t a n a m e p a r m s 2 v a l u e = r o w d e v i c e d a t a d r a w i n gf i e l d ； p a r m s 3 v a l u e = r o w d e v i c e d a t a a n