基于C_S的模具CAD系统研究与开发.pdf

1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 4 模具工业2009年第35卷第2期 1引言 当今模具产品竞争日趋激烈 提高模具设计与 制造的自动化和并行化水平已成为企业的迫切需 要 网络化 集成化的CAD系统是实现并行工程的 基于C S的模具CAD系统研究与开发 唐烨 阮锋 王波 华南理工大学 广东 广州510640 摘要 对基于C S的模具CAD系统进行了结构化分析及设计 并对系统开发的3个关键技术 网络技 术 数据库技术和模型库技术进行了研究 在此基础上 以SQL Server为数据库 FTP为网络协议 通过 Pro toolkit结合VC6 0 方法成功开发了基于C S的智能化 并行化模具CAD系统 实现了模具设计 信息的动态管理和网络共享 关键词 模具CAD C S 3D参数化设计 中图分类号 TP391 72文献标识码 A文章编号 1001 2168 2009 02 0004 04 Development of CAD system for stamping dies based on C S TANG Ye RUAN Feng WANG Bo South China University of Technology Guangzhou Guangdong 510640 China Abstract A CAD system for stamping dies based on C S was analyzed with SA and designed with SD Threekey technologiesincludingnetworktechnology databasetechnology andmodelbase technology for realizing the system were studied The intelligent and parallel CAD system based on C S was developed successfully with SQL Server as database FTP as network protocol Pro toolkit and VC6 0 as development tools K ey words die C S 3D parametric design 图4对角导柱模架实体 5结束语 1 使用VB编程技术操纵Solid Edge变量表 建立冲模标准件库的方法是可行的 该方法对建立 相关行业标准件库有一定指导意义 2 建立的冲模标准件库系统可以减少模具三 维设计中的重复性劳动 使技术人员在设计模具标 准件时只需选择标准参数而无需再查阅手册和标 准 大大提高了模具设计效率 3 建立的冲模标准件库系统不再仅仅局限于 某个零件 还扩展到装配体 不但可提高模具设计 效率 还为复杂模具标准件库系统的开发提供了思 路 4 通过改变和添加标准数据库的数据可以方 便地实现标准件库的更新 参考文献 1 王都 李志刚 欧美模具企业考察报告 J 模具工业 2001 27 3 18 24 2 沈晓玲 基于VB的Solid Edge参数化设计二次开发 J 现代制造工程 2005 5 55 56 3 张旭 曾红 吴鹏 基于Solid Edge平台的三维 模型参数化设计的实现方法 J 辽宁工学院学报 2004 2 59 62 4 邝艺 基于VB6 0的三维冲模模架库的建立 J 机 械工人 冷加工 2004 12 44 45 5 中国模具设计大典编委会 中国模具设计大典 M 昌 江西科学技术出版社 2003 6 谢华 陆大绚 装配设计 Solid Edge机械设计应用 丛书 M 北京 机械工业出版社 2004 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 5 模具工业2009年第35卷第2期 收稿日期 2008 09 09 基金项目 广州市科技计划项目 2007Z2 D9031 作者简介 唐烨 1986 女 湖南邵阳人 在读硕士研究生 研究方向为塑性加工与模具计算机技术 地址 广东省广州市华 南理工大学机械与汽车工程学院模具研究室 电话 020 87110594转801 电子信箱 ty remember 关键 现已成为模具技术发展的重要方向 目前国 内外出现了许多集成化的CAD系统 如钣金零件 造型模块U G Sheet Metal 级进模CAD软件 Striker Systems等 国内许多科研机构也做了大量 的相关研究 1 传统的模具CAD系统虽然可提高模具设计的 效率和质量 但是体系结构普遍采用串行模式 无 法有效支持并行工程 现研究的基于C S的模具 CAD系统是网络化和并行化的模具智能CAD系 统 可通过网络共享模具设计信息 实现模具设计 的智能化 设计与制造的并行化 2基于C S的模具CAD系统分析与设计 针对冲模设计与制造过程中需共享冲模设计 信息的特点 开发了基于C S的模具CAD系统以 实现冲模零部件模型 工艺等设计信息的快速准确 查询 使用 对零部件资源库进行动态管理和网络 共享 为实现冲模设计智能化 并为冲模设计与制 造的并行化打下基础 该系统应用在联网的服务器 和客户端计算机之间 通过网络协议完成各项功 能 应用结构分析法对系统进行了数据流程分析 见图1 并简述其数据流程为 1 用户在客户端输入正确的用户名 身份 密 码等信息进入系统 2 用户对服务器端的资源库 包含角色库 文 件库 冲模参数库 冲模模型库 进行管理和编辑 或进入冲模设计模块 3 用户可从菜单中选择需要的冲模标准件 非标准件或装配件模块 输入尺寸参数 标准参数 和类型参数 系统自动存储用户输入的零部件尺寸 值与标准 并从服务器端的冲模参数库中读取零部 件的其他尺寸值 4 系统同时存储输入的类型参数并根据类型 参数从服务器端的模型库中上传或下载零部件模 型 5 零部件所有尺寸值被赋给零部件模型 从 而产生用户需要的零部件三维实例 采用C S模式实现资源网络共享 将包含冲模 参数库 模型库等的资源库放在服务器 通过接口层 与客户端相连 使用ODBC数据库接口 Pro toolkit接口及FTP上传下载程序实现各模块与资 源库的连接 与系统管理 输入 输出及数据处理功 能相对应 模具CAD系统由系统管理模块 用户 输入模块 输出模块和推理及参数驱动模块组成 并 通过用户界面层 事务处理层 接口层 数据层实现 系统功能 2 系统结构如图 2所示 系统通过管理模块进行用户权限及资源库的管 理 即可给予不同身份的用户不同的权限对资源库 的信息进行增添 修改及删除 用户输入模块提供 友好美观的可视化界面与系统进行信息交互 其过 程为 系统自动存储用户的输入 并根据用户的输入 参数在冲模参数库中进行检索 把符合标准的数据 添加在对话框下拉列表以供用户选择 而且对于每 项输入都有默认值或推荐值和辨认输入值是否超出 实用范围的功能 推理及参数驱动模块根据用户的 输入 从资源库中查询标准参数并进行其余尺寸参 数的计算 调用模型并在客户端参数驱动模型 输 出模块可输出用户需要的冲模零部件三维实体及零 部件相关信息 3系统开发的关键技术 3 1网络技术 实现C S有多种方案 HTTP FTP SFTP等 协议都支持文件的传送 FTP是TCP IP协议组中 的协议之一 支持文件在网络中的传送且能操作任 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 6 模具工业2009年第35卷第2期 图2基于C S的模具CAD系统结构 何类型的文件而不需要进一步处理 FTP应用广 泛 便于操作 可屏蔽主机中各种文件存储系统的 细节 而且传输数据可靠和高效 基于C S的模具 CAD系统应用在企业内部的局域网 网内安全性较 好 基于对传输效率的考虑 采用FTP协议比 HTTP SFTP更为合适 另外 考虑到操作简便性 稳定性以及安全性要求 选择Serv U作为本系统 的FTP Server 使用FTP协议上传或下载零件的步骤如下 首先 创建CInternetSession对象并初始化1个或 几个同时存在的Internet会话 session 其次 调 用CInternetSession GetFtpConnection创 建 CFtpConnection对象并返回指向该对象的指针 最 后 调用成员函数GetFile从FTP服务器取得零件 并保存在客户端 或调用成员函数PutFile将客户 端零件模型上传到服务器 3 2数据库技术 层次模型 网络数据模型和关系数据模型是常 用的3种数据模型 用关系表示实体之间联系的模 型称为关系数据模型 由于关系数据模型使用简 单 关系数据库管理系统逐步取代了层次数据库和 网络数据库 常用的有Sybase Oracle SQL Serv2 er FoxPro Access等 因此本系统选用关系数据模 型 并采用SQL Server作为C S的数据库管理系 统 3 使用SQL Server 2000在服务器上建立冲模 参数数据库Die并在Die内建立每类冲模零件对应 的表 采用ADO的方式连接数据库 为实现程序的 可移植性 将所有连接数据库的代码封装在CAdo 类中 在CAdo头文件中定义3个ADO智能指针 Con nectionPtrm pConnection RecordsetPtr m pRecordest和 CommandPtr m pCommand 并在Ado cpp文件中将其实例化 ConnectionPtr 用于创建数据连接 CommandPtr用于返回记 录集 RecordsetPtr提供了对记录集更多的控制功 能 将常用功能封装成函数 如打开数据库 关闭数 据库 取得记录 取得记录集并将记录集添加到相应 的复合框下拉列表中等 3 3零件建模及参数化设计方法 常用的零件建模方法包括特征建模 参数化建 模和变量化建模 参数化建模即预先设置一些几何 图形约束供设计者参数驱动以产生其他几何图形 其主要特点是 基于特征全尺寸约束 尺寸驱动修改 设计和全数据相关 参数化建模适用于技术已成 熟 零件形状很少改变的零配件行业和从二维到三 维的抄图式设计 对于冲模零件的建模 参数化建 模比较简便且能满足需求 故本系统采用参数化建 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 7 模具工业2009年第35卷第2期 欢 迎 订 阅 模具工业 现存有少量合订本 1997 1998 1999年每本90元 2000 2001 2002 2003 年每本100元 2004 2005年每本110元 2006 2007年每本120元 欢迎直接汇款到编 辑部订购 地址 广西桂林市辰山路1号邮编 541004 收款人 模具工业 编辑部 电话 0773 5888420 模 并采用在国内应用广泛的Pro E作为三维零件 库建立平台 4 建立模型库时需注意以下几点 尽量减少标 准件特征数以降低模型的复杂程度和减少更改时 可能出现的问题 标准件中可能在同系列其他标 准件中被抑制的特征不应用来建立和定位其他特 征 标准件的对称中心应与坐标系重合 使其易 于装配 按规律取名 便于管理零件 5 Pro E有许多二次开发工具 族表和用户自定 义特征只能完成简单的参数化零件 特征组调入 Pro Program适用于形状复杂零件 Pro Toolkit 封装了许多针对Pro E底层资源调用的库函数与 头文件 采用Pro Toolkit结合Visual C 能开 发出理想的用户界面 且便于编写与其他模块的接 口 如数据库连接 6 4模具零部件设计实例 现以冲模中常用的对角导柱模架为例 说明该 系统的功能 用户在客户端可找到需要的零部件模 块 选择查询 修改或应用功能则可实现零部件的 快速查找 动态管理和应用 若选择应用功能 则可 得到带有三维图示的智能化友好界面 见图3 该 对话框中所有下拉列表相关并与参数库相联系 可 提供给用户默认的系列标准值 点击 确定 按钮 系统根据客户端输入的冲压件工艺信息进行工艺 计算并连接服务器上的参数库和模型库 在客户端 的Pro E环境自动生成模具零部件三维实体 见图 4 对零部件的查询和修改与此过程类似 图3输入信息界面 5结束语 研究与开发的基于C S的模具CAD系统实现 了冲模零部件模型 工艺等设计信息的快速准确查 图4生成对角导柱模架 询 使用 可对冲模设计信息进行动态管理和网络共 享 实现了冲模设计的智能化 并为模具设计与制造 的并行化打下基础 该系统可加强企业内部合作 极大地缩短模具设计周期