（机械工程专业论文）基于solid+edge的机械零部件图库开发及装配研究.pdf

摘要 一 - 一 题目：基于s o lide d g e 的机械零部件图库 开发及装配研究 学科：扭越王猩 作者：由篷昌签名： 导师：直隆民职称：麴援签名： 答辩日期 摘要 本文基于s 0 l i de d g e 环境，通过建立v is u a lb a s i c ( v b ) 语言、 a c c ess 数据库和s 0 1 ide d g e 三者之间的联系，进行了机械零部件图库 的总体设计，分别开发了机械设计中的主要标准件和常用零部件图库； 通过对s 0 1 ide d g e 环境下装配关系的研究，实现了“数控等离子切割 机”的零部件装配，并对其运动仿真进行了研究。论文主要完成的r 作 如下： 1 给出了机械零件分类的层次结构，研究了标准件及常用件的建 模方法和零部件的装配关系； 2 根据标准件的尺寸系列进行了a c ce ss 数据库的设计研究了 a cc es e 数据库与v b 的连接关系； 3 利用v b 调用s o l ide d g e 的方法，完成了在s o l ide d g e 环境下 的“机械零部件国库”的开发； 4 完成了图库的总体设计及零部件的分类检索框架设计，为以后 图库的不断扩充与完善奠定了基础； 5 利用所开发的图库进行了“数控等离子切割机”的装配，建立 了该切割机的三维实体装配模型和三维爆炸图，并实现了其运动仿真。 机械零部件图库的建立，给使用s o l ide d g e 的设计人员提供了极 为方便、快捷的工具，大大节约了设计绘图时间。设计者只需在图库的 零件检索界面上检索所需要的零件并选择或输入零件的参数，即可得到 西安理工大学工程硕士学位论文 该零件的二维实体图形。三维实体装配设计过程和运动仿真的二维动画 设计为教学和培训提供了直观、逼真的教学演示课件。 关键词：零部件图库 s o l ide d g e v ba ec es s 装配设计运动仿真 一一垒! 壁堕 s u b je c t ：r e s e a r c ho n d e v e l ，o 。p 。m e n 。t & a ss e m b l y o f ，m e c h a n i c 、a l , 丛盟l ! 旦躞旦s 曼qq 盥s 曼 s p e c i a l t y ：m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g a u t h o r ： s h s 坠望堕h 垒n g s i g n a t u r e a d v i s o r ： i 基i 垒q 堡i 旦s i g n a t u r e ；么利丝生毋 a b s t r a c t b a s e do ns o l i de d g e ( s e ) ，t h i sp a p e rr es e a r c h e dt h ed e v e l o p m e n t0 ft h e m e c h a n i c a lp a r tl i br a r y ( m p l ) ，t h ea s s e m b l yo ft h ep a r t sa n dt h ek i n e m a t i c a l s i m u l a t i o no fa nn cp l a s m ac u t t e r b y e s t a b l i s h i n gt h er e l a t i o n s h i p sa m o n g v i s u a lb a s i c ( v b ) ，ac c e s sd a t a b a s ea n ds e ，t h et o t a ls c h e m eo fm p lw a s d e s i g n e da n dt h el i b r a r i e so fs t a n d a r de l e m e n t sa sw e l la st h ec o m m o nu s e d p ar t sw e r ed e v e l o p e dr e s p e c t i v e l y b a s e do nt h ea n a l y s i so nt h ea s s e m b l i n g r e a t i o n so ft h ep a r t si ns e ，t h ea s s e m b l ya n dt h ek i n e m a t i c a ls i m u l a t i o nw e r e r e a l i z e df o ra nn cp l a s m ac u t t e rt h em a i op o i n t so ft h ep a p e rw e r ed e s c r i b e d a sf o l i o w s 1 t h ef r a m e w or kw a si n t r o d u c e df o rt h ec l a s s i f i c a t i o no ft h em e c h a n f c a i p a r t s t h em e t h o d so fc r e a t i n gt h em o d e l sa n dt h ea s s e m b l i n sr e i a t i o n s h i p so f t h ep a r t sw e r es t u d i e d 2 t h ea c c e s sd a t a b a s ew a sd e s i g n e df o r t h ed i m e n s i o nt a b l e so ft h e s t a n d a r de l e m e n t s t h ec o n n e c t i o nr e l a t i o n s h i pb e t w e e na c c e s sa n dv bw a s s t u d i e d 3t h ed e v e l o p m e n to fm p li ns ew a sc o m p l e t e db yc a l l i n gs ei nwr i t t e n v bp r o g r a m 4 t h et o t a lf r a m e w o r kf o rm p lw a sd e s i g n e da n dt h ei n t e r f a c e sf or s e a r c h i n gm e c h a n i c a lp a r t sw e r ed e v e l o p e d ，w h i c hw o u l df u n c t i o na st h e 坚塑堡! 堡! g 坚! 望! ! ! ! 苎苎! ! ! ! 兰! ：婴旦! ! ：! ! ! ! 型! ! 里! ! ! ! ! ! g z f o u n d a t i o nf o re x p a n d i n ga n dp e r f e c t i n go fm p li nt h ef u t u r e 5 t h ea s s e m b l yo ft h en cp l a s m ac u t t e rw a sc a r r i e do u tb yu s i n gt h e m p le s t a b l i s h e dt h e3 da s s e m b l yv i e wa n dt h e3 de x p l o d e dv i e ww e r e o b t a i n e dt h e3 ds i m u l a t i o no ft h ec u t t e rw a sr e a l i z e d t h em p lw i l lp r o v i d eap o w e r f u lt o o lf o rt h ed e s i g n e rt ou s es e m u c h t i m ef ord r a w i n gw i 1b es a v e d b ys e a r c h i n gt h em e c h a n i c a lp a r t sr e q u ir e d a n dc h o o s i n go ri n p u t t i n gt h ep a r a m e t e r so ft h ep a r t so nt h ei n t e r f a c eo fm p l - t h ed e s i g n erc o u l dg e ta3 dm o d e lo ft h ep a r t s t h e3 da ss e m b l ya n dt h e3 d s i m u l a t i o nw o u l da l s op r o v i d eav i s u a lm o v i ef o rt h ed e m o n s t r a t i n go ft h e a s s e m b l i n gp r o c e s sa n dt h eo p e r a t i o no ft h e c u t t e ri nt e a c h i n ga n dt r a i n i n g a c t i v i t i e s k e y w o r d ：m e c h a n i c a lp ar t sl i br a r y ，s o l i de d g e ，a c c e s s ，v i s u a lb a s i c a s s e m b l i n gd e s i g n ， s i m u l a t i o n 独创性申明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学 位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知， 除特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我 一同工作的同志对本文所论述的工作的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并已致谢。 本论文及相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。 ， 论文作者签名：旦il ：| 。年 月三移f = l 保护知识产权申明 本人完全了解西安理工大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在 校攻读学位期间所取得的所有研究成果的知识产权属西安理工大学所有。 本人保证：发表或使用与本论文相关的成果时署名单位仍然为西安理工火 学，无论何时何地，未经学校许可，决不转移或扩散与之相关的任何技术 或成果。学校有权保留本人所提交论文的原件或复印件允许论文被查阅 或借阅；学校可以公布本论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或 其他手段复制保存本论文。 ( 加密学位论文解密之前后，以上申明同样适用) 论文作者签名：l 三_ 鹞二叠导师签名：苎生翌丛ld 1 年i i ，月加同 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1课题研究背景及意义 随着计算机软件、硬件技术的迅速发展，机械c a d 技术已由最 初的二维绘图技术发展到三维实体设计、虚拟装配及运动仿真，使设 计人员在设计阶段就可以预知产品的装配和运行情况。同时，c a d 、 c a m 、c a p p 、c a e 不断组合，使设计、绘图、工艺编程、工艺分析 等统一起来、显示出了高度的集成化功能。这些软件系统与数控机床相 结合，从计划到产品成型，可实现无图纸加工和无人工厂。 在机械设计过程中，常用零件和标准件数量占绝大多数( 常用件 约占7 0 ，标准件约占2 0 ，专用件约占1 0 ) ，设计人员经常 把大量的时间花费在常用件和标准件绘图上，做着许多繁琐、重复的 劳动。例如在车床设计中，床身、尾架体、床头箱体等零件虽然尺寸 大，但数量少，形体简单，设计绘图工作量小，而设计中的大部分工 作是在床头箱、走刀箱内的轴、齿轮、轴承、螺钉等传动零件和紧固 零件上。对于中小型企业来说，如果建立一个机械设计零部件图库， 就能给设计人员提供一个方便侠捷的设计工具，减少很多设计绘图工 作量。在设计过程中，设计者可以根据设计需要，随时打开图库，通 过检索，选定所需零件( 或装配部件) 的结构和形状，在该零件( 或 部件) 的生成界面上选择或输入、修改零件的尺寸参数，就可以得到 该零件( 或装配部件) 的三维实体模型。在部件装配设计中，当图库 中没有所需的装配部件时，可以选用图库中的与其相似的装配部件， 再用零件置换的方法使装配部件达到设计要求。对于教学、培训等用 途来说，用三维实体仿真装配、三维装配爆炸图和运动仿真等方式将 装配体的装配过程、传动关系和运动分析等制作成三维动画演示课件 来用于教学，能使学生直观、快速地搞清装配体工作原理和运动关系， 收到身i 临其境的直观效果。 西安理工大学工程硕士专业学位论文 作者本人是职业技术院校的一名教师，在c a d 教学上使用的软 件是s o l i de d g e 单机版。由于该软件没有标准件库和常用件库，学生 在课程设计和毕业设计中，花在标准件和常用件上的时间很多，并且 装配图是画比较繁琐的二维图，与s o l i d e d g e 的三维实体装配功能不 协调。基于以上情况，本课题拟以s o l i de d g e 软件为平台，通过二次 开发，建立三维标准件和常用件图库，并对有关零件进行三维实体仿 真装配，形成子装配部件图库，从而使设计者从繁重的画图工作中解 放出来，使s o l i de d g e 软件的功能尽可能地发挥，以体现使用该软件 的优越性，提高工作效率和教学效果。 1 2 国内外有关研究现状 1 2 1 零件图库的研究现状 a 标准件图库的研究开发 目前关于建立标准件图库的方法有两种：一是编程方式，一是交 互绘图方式f 2 i 。编程方式的优点是程序调用方便可靠，可扩充性好。 缺点是对开发人员的计算机编程水平要求较高，且建模过程比较麻烦， 步骤感、直观性不好。交互式建摸的优点是直观、方便、快捷，步骤清 晰，但开发复杂零件模型的调用程序较难。 从已开发的标准件图库的有关资料来看，这些图库都是针对某些 专门应用开发的，可移植性不强，而且这些标准件库还存在着一些问 题：不同系统开发的标准件库由于对标准件没有统一的描述格式，所 以不能进行信息的交换，造成了资源的极大浪费。 在我国流行的c a d 软件主要有：a u t oc a d 、s o l i dw o r k s 、s o l i d e d g e 、p r o e 、u g 、c a x a 电子图板等，虽然有些软件的用户已经自 行开发了标准件库，但通用性不好。国外有些软件如s o l i dw o r k s 、 p r o e 、s o l i de d g e 等虽然建立了标准件库，但多是基于i s o 标准和英、 美等西方标准，并且不全，而面向中国用户且适合中国g b “国标” 第1 章绪论 的还没有b i ；有些软件的标准件库是网络版的，使用权限受到限制并 且使用成本昂贵，对于使用单机的中小型企业和一般院校单位来说是 可望不可及的。在国内些c a d 软件中，也有带标准件图库的，如 北航海尔的c a x a 电子图版中的标准件图库，虽然零件较多，但是是 二维的i ”；新洲三维s o l i d3 0 0 0 是国产新一代三维c a d 设计软件f 引， 有三维标准件库，但由于应用覆盖面小，大多数用户使用起来不方便。 b 常用件图库的研究开发 目前，国内外对常用件图库开发的研究文献很少。国外近年来出 现了将标准件图库和常用件图库放在i n t e r n e t 上形成所谓“虚拟零件 库”的报道，即企业把标准件图库和一些常用零件图放在网上，建立 一个专业网站，形成所谓“虚拟零件库”( v i r t u a lp a r tl i b r a r y ，简称 v p l ) ，该网络采用a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 技术与w e b 数据库进行 连接并对数据库进行操作，向用户进行有偿发布。用户可以访问该网 站，搜索所需的零件图，然后把所搜到的图纸文件下载到计算机上直 接使用”i 。 在美国已经有极具规模的v p l 在运作，如著名的c a d c a m c a e 服务提供商p t c 公司所属的网站i n p a r t 。p t c 公司的产品p r o l e 是第 三代c a d c a m 软件系统的代表。该公司将三维共性零件图形库放在 因特网上，通过l n p a r t 向用户有偿发布。国外其它一些企业也纷纷开 发企业自己的零件图形库。总体来说，国外的零件图库价格昂贵，零 件图库中的零件也不符合我国国家标准，中小企业难以接受。 s o l i dw o r k s 、u g 、s o l i de d g e 等软件留有a p i 接口l ”，允许用户 用v b 和v c ”进行开发，建立自己的机械零件图库。由于p r o e 、 u g 、s o l i dw o r k s 在我国应用比较广泛，进行研究和二次开发的人较 多，在作者所查找的资料中，用于建立零件库的应用平台主要有 s o l i d w o r k s 、a u t o c a d 、u g 、c a x a 等引，而采用s o l i de d g e 作为 环境平台的系统很少。 一一 旦圭墨三苎鲎三矍塑主童些茎堡丝圭 1 2 2s o l i de d g e 软件的发展现状 s o l i de d g e 是美国e d s ( 原u n i g r a p h i c ss o l u t i o n s 公司) 基于 w i n d o w s 操作系统开发的、以价值为基础的、专门面向机械行业设计 的普及型主流c a d 系统1 1 0 l ，有强大的三维实体造型和装配功能。u g 软件是e d s 公司开发的个集c a d ，c a e ，c a m 于体的软件，但缺 乏标准件图库和常用件图库1 1 1 i ，s o l i de d g e 能和u g n x 实现无缝集成， 若在s o l i d e d g e 中建立标准件和常用件图库，并用于零件的设计和绘 图，再将图形信息传输给u g n x 进行编程加工，可节约大量的加工成 本l l 。s o l i de d g e 能使作为绘图软件使用的二维设计( a u t oc a d 文 件、d w g 文件) 正确地传输到s o l i de d g e 环境，实现与数控加工程序 等后续工作的连接，使数控加工的程序简化了7 0 i ”】。 s o l i de d g e 的装配除料、创建内部零件、零件置换、镜相装配等 功能为部件装配提供了极大的方便，它的装配爆炸图、运动仿真和运 动干涉检查功能使设计者能够观察装配件的运行效果、检验装配体的 装配质量，其智能视图功能，可以对s o l i de d g e 的零件或部件模型进 行任何角度的转动、放缩和渲染涂彩1 1 “。 s o l i d e d g e v l 6 舨增加了新的设计方法一“虚拟装配( z e r o d ) ” 功能模块，允许设计者先定义产品的结构，用二维布局表达产品的概 念，将产品的主要部件显示在装配结构的“虚拟装配树”中，然后再 进行零部件设计，是一种概念化结构设计i 1 5 l 。2 0 0 5 年4 月下旬推出 s o l i de d g ev 1 7 版中的标准件图库中的紧固件可以实现快速检测、高 效安装；v 1 7 的“超越三维”( e v o l v e t o3 d ) 功能能使设计人员更容易 地从p r o e 、s o l i d w o r k s 等其它设计环境转化到s o l i d e d g e 环境1 1 6 1 1 9 i ； v 1 7 强大的数据转换功能可以在s o l i de d g e 环境中直接调用a u t o c a d 的二维设计图形文件( d w g ) ，并根据调入的二维图形很容易地 生成三维模型。 s o l i de d g e 是目前唯一将i n s i g h t 技术这一设计管理工具直接嵌入 第1 章绪论 c a d 系统的软件 1 7 i ，i n s i g h t 与c a d 无缝集成，将设计管理和基于网 络的协作集成到一个单一的工具，它超级优越的核心造型和工作流 程，极大地方便了复杂产品的设计，能控制处理在混合二维三维设 计环境中的设计管理程序，大大降低了设计成本。用户可以在i n s i g h t 网上上传、观察、编辑和修改s o l i de d g e 文件，使设计者之间能够互 相协作，提高设计效率。2 0 0 5 年9 月发布的s o l i de d g ev 18 版，在 i n s i g h t 成功的基础上，建立了一个新的标准与c a d p d m 的集成，极 大地方便了用户设计( 1 8j 。 1 3 本课题的主要内容 s o l i de d g e 是面向机械设计的中端软件，它与a u t o c a d 、i d e a s 、 p r o e 、u g 等有很好的兼容性，很容易地进行数据转换和迁移，实现三 维造型。s o l i d e d g e 的界面接近w i n d o w s 界面风格，智能化水平较高， 零件装配系统库可实现快速装配和运动仿真。该软件的开发包 s d k ( s o f tw a r ed e v e l o p m e n tk i t ) 中的各种模块就是用v i s u a lb a s i c 语 言来编写的1 1 9 1 ，并提供了相关的二次开发接口，用户可以使用v i s u a l b a s i c 语言来对s o l i de d g e 的功能进行扩充，实现软件客户化。本课 题基于s o l i de d g ev 1 5 版进行机械零件图库开发，并结合本单位开发 的数控等离子切割机进行仿真装配和模拟运动研究，从而为使用s o l i d e d g e 的中小型企业设计者和学校教师提供设计和教学的配套工具。利 用该零件图库，可以直接选调图库中的零件和子装配件，快速得到零 件模型，实现快速装配和运动仿真。 本论文主要内容分为以下几章： 第2 章机械零件图库的总体设计 介绍机械零件的分类、图库 的开发方法、图库用户界面的开发及s o l i de d g e 与v b 的连接技术。 第3 章标准件图库的建立对标准件进行详细分类，为每- - 7 0 0 标准件建立了零件生成界面；介绍数据库创建、v b 与数据库的连接 技术、标准件图库的建立与使用方法。 西安理工大学工程硕士专业学位论文 第4 章 常用件图库的建立在建立标准件图库的基础上，对常用 零件进行分析归类，给每一类常用件建立尺寸参数的输入修改和模型生 成界面，建立常用件图库检索界面。介绍了用删除法生成多段轴的零件 建模方法和常用装配部件图库的开发及应用。 第5 章机械零都件图库在装配中的应用介绍s o l i de d g e 的装配 对象层次结构和主要装配技术，并将本文开发的机械零部件图库应用于 本单位开发的数控等离子切割机的部件和整机装配中。 第6 章装配爆炸视图与运动仿真介绍在s o l i de d g e 中生成数控 等离子切割机的装配爆炸视图和进行运动仿真的方法，反映其零部件的 连接、装配关系和工作原理，观察切割机的运动效果及零件运动干涉。 第2 章机械设计零部件图库总体设计 第2 章机械零件图库总体设计 机械零部件图库总体设计的基础是零件的分类。只有在合理分类 的基础上，才能分类进行图庠的开发，进而设计出良好的用户检索界 面。本章首先介绍机械零件的分类，其次介绍图库开发方法的选择， 最后介绍用户界面的开发及s o l i de d g e 与v b 的连接技术。 2 1 机械零件的分类 在对机械零件进行分类时，采用树状图来表示零件的归属关系及 位置层次，如图2 1 所示。 机械零件 标准件 非标件 常用件 皮带轮 齿轮 螺栓 螺钉 螺母 键 捎 轴承 圆柱齿轮 哑锥齿轮 齿条 图2 - i机械霉件分类层次结构 在图2 1 树形图中，考虑零件的形状、用途、制造等因素，将零 件在第一层分为标准件、常用件及非标准件三类，其中非标件随机器 设备类型及其功能不同，形状、尺寸等没有统一规律。本文研究的图 库只限于标准件和常用件两大类。第二层根据零件的用途和功能特 望室兰三苎兰三堡塑主童些堂堡垄墨 点，分为螺纹紧固件、轴用连接件、轴、齿轮等；第三层根据零件的 形状分为螺栓、螺母、螺钉等；第四层根据零件的局部结构再细化。 这样分析归类，既有利于图库开发，又便于使用者检索。 2 。2 图库开发的工具及方法选择 a c t i v e x a u t o m a t i o n 是m i c r o s o f t 公司提出的一个基于“部件对 象模式”c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 的技术标准，能在w i n d o w s 系统的统一管理下，协调不同的应用程序 2 “。a c t i v exa u t o m a t i o n 技术通过在两个程序间安排对话，用一个程序控制另一个程序。因此 我们可以设想，如果用某种高级语言编制程序，指挥另一个c a d 软件 进行绘图，就可以将现有c a d 软件的一步一步的交互式绘图方式变为 按给定的参数和绘图过程( 或命令序列) 自动绘图的方式。如果是修改 已有零件，则可一次性赋给要修改的所有参数，使c a d 软件一次修改 完成，而不必每次只交互式修改一个参数。如果能实现这一目的，将会 使现有的c a d 软件应用水平迈上一个新的台阶。本文正是基于此设想 来进行图库的开发和研究的。 这罩存在两个问题：其一是所选用的c a d 软件能与高级语言开发 的程序连接；其二是编程所用的高级语言要便于操作数据库和生成用户 界面。由于本单位现使用的c a d 软件是s o l i d e d g e ，它能与v b 程序连 接而v b 是m i c r o s o f t v i s u a ls t u d i o 系列开发工具之一，语法简单、功 能强大，许多应用程序都使用它编写，s o l i de d g e 中的c u s t o m 文件夹中 的许多文件及s d k ( 软件开发工具包) 有关模块，就是用v b 语言编程 的。因此，本课题的图库选用s o l i de d g e 与v b 结合进行开发。s o l i de d g e 作为一个绘图程序，响应v b 开发的应用程序的请求，执行a c t i v ex a u t o m a t i o n 命令，完成操作。而通过v b 开发出来的应用程序主要实 现与用户的交互对话，如检索零件图库的目录、察看零件结构样式、 设置零件参数、发布画图命令等，并将驱动s o l i de d g e 完成零件的三 第2 章机械设计零部件图库总体设计 维实体造型工作。 程序开发的一般方法有两种：第一是用从v b 中调用s o l i de d 2 e 的方法，生成可执行程序，然后由该程序去驱动s o l i de d g e 生成零件 模型；第二种是在s o l i de d g e 环境中直接运行由v b 生成的s o l i de d g e 命令来完成零件造型。该方法需要通过v b 来建立s o l i de d g e 内部提 供的自定义控件，生成可执行的e x e 文件，然后放在s o l i de d g e 的“工 具”菜单中比“。 第一种方法使用不方便，它不是首先从s o l i de d g e 环境中调用程 序；第二种方法虽然在s o l i d e d g e 环境下调用应用程序，但编程方法 及数据处理比较麻烦。本课题采用二者相结合的方法开发零件图库。 即，先在s o l i de d g e 零件环境下，根据零件的特征和一组参数建立 s o l i de d g e 零件的模板文件；然后在v b 环境中，引用a c c e s s 数据库采 集零件有关数据信息，使a c c e s s 数据库与v b 及s o l i de d g e 关联起来， 生成a c t i v exa u t o m a t i o n 程序( e x e 文件) ，然后在s o l i de d g e 装配 ( 或零件) 环境中作为一个“工具按钮”放在工具栏内，以供随时调 用2 ，如图2 2 所示。 圈2 2 图库系统模型 2 3 图库的检索界面设计 2 3 1 检索界面的设计原则 西安理工大学工程硕士专业学位论文 图库的检索界面设计要使使用者能够简洁、快速、准确地选定所 需零件，本国库的检索界面设计从以下三个方面考虑。 f 1 ) 检索界面要层次分明，零件分类清晰 图库采用树状图结构，使用者采用逐级检索，可得到所需零件。 如要检索六角头螺栓，其步骤为：螺纹紧固件一螺栓一六角头螺栓。 f 2 1 检索要快速准确 对于标准件，具体的零件和国标代号一一对应，采用国标代号检 索可一步到位，直接得到所需零件；对于常用件和其它零部件，采用 图片检索，可直观准确地得到所需零件。 f 3 ) 检索要方便简单，易于操作， 检索界面要能够使用多种方式单独或综合检索零件，以便使用者 用自己所习惯的方式快速检索到所需零件。 2 3 2 检索界面设计 为了便于所有使用者使用图库，国库的检索界面上可以分别或综合 僮用树形图逐级检索、国标代号选择和零件三维实体图片选择三种检索 方法检索，选择到所需零件。图库检索界面构思如图2 3 所示。 图2 3图库检索界面示意图 第2 章机械设计零部件图库总体设计 实际开发的检索界面见图2 4 所示 图2 4 圈库检索界面 在图库检索界面的左部，设爨树形图检索区域，使用一个 t r e e v i e w l 控件来显示图库中零件的分级信息及逐级检索层次结构。 在图库检索界面的右部，设箕可视图片选择区域，以便快速准确选择 零件。 2 3 3图库检索界面的开发方法 a 树形图逐级检索 本图库主界面设有两种检索方法，树形国逐级检索和可视图片检索 ( 图2 4 ) 。在主界面的树形图检索结构共分3 级，第一级分为5 项， 分别是“螺纹紧固件”、“轴用紧固件”、“常用零件”、“轴系装配部件” 和“g b 代号”。按树形图中的层次逐级检索，就可以得到所需零件( 或 部件) 的结构参数界面。 在“g b 代号”名称下有每一种零件的国标代号，当点击选中某一 代号时，即可直接得到该代号所代表的标准件的尺寸参数选择及生成界 望童堡三苎芏三堡堕主童些兰堡笙圭 面，如图2 - - 5 所示的g b t8 4 8 - - 2 0 0 2 小垫圈生成界面。 捌2 5 标准件参数界面 b 图片可视检索 为了能够直观、快速、准确地选择零部件( 特别是常用件和装配部 件) ，本图库设计了可视图片检索界面。在图库主检索界面中，点击选 中任何一个零件的图片，就会弹出包含所有该类型零件( 或部件) 的三 维图片的二级检索界面( 如图2 6 ) ，再点击选中二级分类图片框捡索 界面中的某一图片，裁弹出与图片相应零件( 或部件) 的生成界面f 如 图2 5 所示) ，该生成界面包含有零件( 部件) 的形状图片、尺寸参 数数据表格( 标准件) 及尺寸参数输入框( 常用件或装配部件) ，提供 给设计者选择或输入零件尺寸参数。在零部件生成界面中，选择零件尺 寸规格( 标准件) 或输入零件的所有参数( 常用件) 后，再点击选中“绘 图”按钮，s o l i de d g e 即可生成所选零件( 部件) 的三维模型。也可以 两种方法结合使用检索，点击树形图中的任一个第一级节点名称，一个 与该名称同名的图片检索界面就立即弹出( 如图2 6 所示) 。 ! 坚! 翌! i 苎盐查兰堕璺堡墨堡堡兰 圈2 6 常用件匿片检索界面 c 窗体界面的调用及显示 由于本图库是在s o l i de d g e 环境下调用v i s u a lb a s i c 创建的窗体界 面，并且图库中的窗体界面是由一个主窗体内包含许多子窗体形成的， 检索零件时各窗体要一层一层地弹出。耍达到这个目的，有两种方案可 选择：第一种是父子类型窗体，第二种是主从类型窗体。父子类型窗 体是在父窗体下建立、添加各个子窗体，各子窗体只能在父窗体内移动， 且父窗体上不能设置控件，只能靠菜单方式调用子窗体 2 2 1 ；主从窗 体是选一个窗体作为主窗体，然后在主窗体内添加其它窗体，在主窗体 上可以设置任何控件以调动其它窗体，并且各个窗体的显示、移动互不 影响。所以，图库选择第二种方案，采用主从窗体的风格来实现各窃 体的调用，将含有图库树状检索和图片检索的“机械零部件图库”界面 的窗体作为主窗体，其它的零件分类图片检索窗体及各种零、部件的尺 寸结构参数及生成窗体作为从属窗体，以实现逐级调用或一步直接调 用。主窗体是图库运行时最先弹出的窗体，作为图库的启动画面和主控 ! ! ! 堡三查主三堡塑圭主兰兰芏苎笙查 界面，它上面有检索、 选择用的树形图、图 片、操作提示及命令 按扭，其余各标准件、 常用件等的尺寸参数 窗体在建立图库工程 时通过主窗体的“工 程资源管理器”添加 进来，如图2 7 所示。 围2 7 图厍资源管理器 程序中实现窗体调用的语句如下： c a s e “螺纹紧固件”选中“螺纹紧圊件” s c r p a r t s h o w显示“螺纹紧琏：f 件”检索界面 c a s e“六角头嫖栓” 选中“? 、角头螵栓，r b o l ts h o w 显示“六角头螺栓”生成界面 c a s e“g b t 6 1 7 0 - 2 0 0 0 ” 选中代号为“g b t 6 i7 0 2 0 0 0 ”的螺母 n u t l s h o w 鲢示代号为“g b t 6 7 0 2 0 0 0 ”的螺母生成界曲 p r i v a t es u bp i c t u r e l 一c l i c k ( ) 选中图片检索界面 s c r p a r t s h o w显示“螺纹紧西件”图片检索界面 e n d s u b 为了不影响s o l i d e d g e 界面的显示，图库的主控界面和每个零件的 尺寸参数界面应在选定尺寸或输入尺寸参数及点击“绘图”命令按钮后 最小化。在程序中设置窗体的w i n d o w s t a t e 属性如下： r n a i n f r m w i n d o w s t a t e = 1 图库主界面点击后变为晟小化 s c r p a r t ，w i n d o w s t a t e = 1 “螺纹紧固件”窗体点击后变为最小化 m e ，w i n d o w s t a t e = l零件生成窗体点击后变为最小化 14 第2 章机械设计零部件图库总体设计 为了不影响s o l i d e d g e 的界面操作，根据s o l i d e d g e 界面位置，可 通过程序设定图库及图库内所有的窗体界面边框样式及初始位置，设置 各窗体冕面的属性参数如下( 可在属性窗口表中设) ： b o r d e r s t y l e = 2 一s i z a b l e 可变的窗津界面 l e f t = 3 3 0 0窗体左边界 t o p = 2 1 0 0 窗体上边界 m a x b u t t o n = f a l s e茁体不能最大化 m i n b u t t o n = t r u e窗伴可以最小化 m o v e a b l e = t r u e 窗体可以移动 w i n d o w s t a t e = 0 一n o r m a l窗体显示实际大小界面 2 4v b 与s o l i de d g e 的连接 2 4 1 用v b 调用s o l i de d g e v b 提供两个函数来调用s o l i de d g e 应用对象：c r e a t eo b j e c t 和 g e to b j e c t 。c r e a t eo b j e c t 方法用于新建一个s o l i de d g e 应用对象，g e t o b j e c t ，方法用于连接到一个已存在的s o l i d e d g e 应用对象。 创建新的s o l i de d g e 应用对象，用语句： s e to b ja p p = c r e a t eo b j e c t f “s o l i d e d g e a p p i c a t i o n ”) 连接已有的s o l i de d g e 应用对象，用语句： s e to b ja p p = g e to b j e c t ( ，“s o l i d e d g e a p p l i c a t i o n ”) 用c r e a t eo b j e c t 和g e to b j e c t 方法创建的s o l i de d g e 对象都不可见。 为了使其可见，在程序中可将应用对象的v i s i b l e 属性设为t r u e ，语旬为： o b j a p p v i s i b l e2 t r u e 在用c r e a t eo b j e c t 方法或g e to b j e c t 方法调用s o l i de d g e 时，其应 用对象不会自动创建文档对象，必须使用文档集合的a d d 方法来建立一 个文档对象，a d d 方法的参数用于确定所建文档的类型或要使用的模板 文件。如果是新建的应用对象，用下列语句创建一个新零件文档： 西安理工大学2 r _ 程硕士专业学位论文 s e to b j d o c u m e n t 2 o b j a p p d o c u m e n t s a d d ( “s o l i de d g e p a r t d o c u m e n t ”) 若是已有s o l i de d g e 应用对象存在并且已经运行，则用下列语句激 活其当前文档： s e to b j d o c = o b j a p p a c t i v ed o c u m e n t 在建立了v b 与s o l i de d g e 应用对象的联系后，可用下列语句打开 某个己存在的零件模板文档，如打开螺栓的模板零件： c a l lo b j a p pd o c u m e n t so p e n f “f i l e n a m e ：2d ：v b s e b o l tp a r ”) 同时用语句： s e to b j v a r s = o b j a p p a c t i v ed o c u m e n t v a r i a b l e s 激活零件变量集合及当前活动文档的变量集合。 在v b 中调用s o l i de d g e 的应用对象，首先要在程序中对应用对象 o b j a p p 、文档对象o b j d o c 、变量集合对象o b j v a r s 及变量对象o b j v a r 进行声明定义，然后才能连接s o l i de d g e ，语句如下： d i mo b j a p pa ss o l i de d g ef r a m e w o r k a p p l i c a t i o n d i mo b j d o ca ss o l i de d g ep a r tp a r td o c u m e n t d i mo b jv a r sa ss o l i de d g ef r a m e w o r kv a s i a b l e s 由于本图库使用了a c t i v exa u t o m a t i o n 技术访问s o l i de d g e 的应 用对象o b j a p p ，并且为每种标准件建立了一个模板零件，操作过程只 是取、存对象，所以以上的程序变量可以定义为“对象类型7 2 引。 d i mo b j a p pa so b j e c t d i mo b j d o ca s0 b j e c t d i mo b j v a r sa so b j e c t 在整个标准件建库程序中，零件的尺寸变量是贯穿前后的变量，从 数据库建立到数据库与v b 的连接，再到v b 与s o l i de d g e 连接，直至 最后生成零件模型，中间都有数据变量传递，所以在程序的开始，要把 零件的尺寸参数声明为全局变量，用语句 p u b l i c 变量名 a s 变量类型，如： 1 6 第2 章 机械设计零部件图库总体设计 一_、_一 p u b l i cd a s i n t e g e r p u b l i csa s s i n g l e 2 4 2s o l i de d g e 获取v b 程序数据 变量集合对象允许通过集合提供的e d i t 、g e t f o r m u l e 、g e t n a m e 、 p u t n a r n e 、q u e r y 及t r a n s l a t e 等各种方法操作尺寸变量2 。下面语句 使用变量集合的e d i t 方法把v b 中的变量值分别按字段名称传给s o l i d e d g e 变量表中的同名变量， 以驱动s o l i de d g e 生成零 件模型。六角头螺栓的尺 寸变量表如图2 8 所示。 以六角头螺栓为例，用 下列程序将