机械产品论文模块化设计论文产品三维化论文.doc

机械产品论文模块化设计论文产品三维化论文机械产品三维化和模块化设计平台研究摘要：模块化设计是实现产品多样化、系列化的关键技术之一，而将模块化设计与参数化设计相结合之后，能够实现产品的快速设计。提出了基于网络的机械产品三维参数化和模块化设计平台研究与实现，对该系统对提高机械产品设计效果有一定的参考价值。关键词：机械产品；三维参数化；模块化设计；1 引言当今市场变化迅速，市场的动态多变性使其对企业的灵活性和市场应变能力要求越来越高，企业必须不断的进行改革和应用新技术来应对不断变化的市场环境。对于结构比较固定的模块，建立参数化模型，通过调整参数，修改和控制几何形状，自动实现产品的精确造型可大大提高产品的设计效率和设计质量。参数化设计方法与传统设计方法相比，最大的不同在于它存储了设计的全过程，能设计出多而不是单一的产品模型。它使设计人员不需要考虑细节而尽快草拟零件图，并可以通过变动某些约束参数来更新设计，而不必运行产品设计的整个过程。模块化设计方法是指在信息技术革命背景下产业的发展过程中逐步呈现出来用于解决复杂系统问题的新方法，它通过每个可以独立设计的，并且能够发挥整体作用的更小的子系统来构筑复杂的产品或业务过程。2 平台架构及其功能机械产品三维参数化和模块化设计系统要利用现代化计算机与网络技术，结合企业的设计流程和设计经验来建立设计系统，能够提高企业设计资源的共享性，完善设计体系，提高员工的设计素质，加强企业市场开拓，通过对设计资源更全面、更及时、更有效的运用，为产品销售提供保障，增强企业竞争能力，如图1所示为平台客户端结构与功能。如图1所示平台客户端系统结构及功能。客户端是用户与系统交互的主要实现形式，用户对系统的管理、维护、产品设计等都要通过客户端来完成，客户端主要划分了八个子系统。整个客户端使用产品资源管理器来管理产品资源，用户也可以通过产品资源管理器来进行查询、设计、输出等操作。（1）产品管理子系统：该子系统主要是管理产品资源，包括产品、产品系列和产品模块的建立，由用户配置产品和产品系列属性，对于产品模块，如果是低级别的模块，需要指定模块模型文件和工程图文件，确定所有添加模块的组合顺序，配置所有模块的属性，指定添加模块的尺寸参数和参数约束关系，配置模块之间的结合关系和装配特征及装配特征优先级，配置模块工程图方向参照。（2)查询子系统：该子系统主要用来查询产品、产品系列、产品模块等相关信息，查阅模块的归属产品、结合模块、装配参照、尺寸参数、工程图模板定制属性等。(3)模块组合子系统：主要负责新产品的模块组合功能，由用户选取模块，系统可以分析模块组合的合理性，并将结果返回。(4)模块参数化设计子系统：负责模块的参数化设计，用户可以参数化设计产品的每一个模块，由该模块衍生出新的模块，是新产品设计的基础。(5)输出子系统：负责输出新产品模型和相关工程图，设计人员新产品设计完成后，可以将产品设计模型输出保存，相关的产品工程图纸也可以输出。(6)图形显示子系统：用于客户端三维模型和图纸的显示，是用户预览图形、编辑图形的窗口。(7)网络传输子系统：客户端与服务器连接的通道，接收服务器传来的任何信息与模型，可初始化连接，关闭连接，捕捉网络连接状态。(8)数据库操作子系统：主要是对后台数据库的相关操作，包括数据库备份和数据库恢复。在机械产品三维参数化和模块化设计服务管理器中主要实现了五方面的功能：（1）在产品资源管理器中可以实现产品、产品系列以及产品模块的创建和信息配置；(2)产品资源的查询和搜索功能；(3)产品模块的组合功能；(4)产品模块的设计功能；(5)数据库的操作功能。如图2所示平台服务器端实现产品资源信息和模犁的存储、产品参数化设计的计算、模块组合的计算、数据库和图形服务器的连接，所以，客户端仅仅是提出操作要求，具体的执行操作是由服务器完成的，任务完成后，服务器向客户端返回操作结果。3 客户机/服务器网络传输关键技术实现为了实现系统客户端加载服务器端的零部件模块以及网络零部件模块的参数化设计和模块组合，必须建立C/S(Client/Sever)模式的网络通信机制。基于网络的机械产品三维参数化和模块化设计平台在网络传输上应用TCP/IP协议，并以MFC Windows Socket为基础构建C/S模式的网络通信机制。Windows Socket规范支持单一的通讯域，即Internet域。各种进程使用这个域互相之间用Internet协议族来进行通讯。根据网络通信的特性，套接字可以分为一下几种类型：流套接字(Sock Stream)：面向提供连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送，且按发送顺序接收。数据报套接字(Sock Dgram)：提供无连接服务。数据包以独立形式发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。本平台在工作时要求数据连接准确可靠，所以采用流套接字。基于TCP的Socket编程主要分为两个部分，服务器端程序的编程和客户端程序的编程。但无论是服务器端还是客户端，在利用套接字进行编程时，都需要加载套接字库，加载之后，就可以调用socket函数创建套接字，加载套接字库的主要程序实现如下：WORD wVersionRequested；WSADATAwsaData；int err；,wVersionRequested=MAKEWORD(2，2)；err=WSAStartup(wVersionRequested，&wsaData)；if(err!=0)retum FALSE；)if(LOBYTE(wsaDatawVersion)!=2 ll HIBYTE(wsaDatawVersion!=2)WSACleanup0；return FALSE；套接字库加载完成，就需要分别编写客户端和服务器端的网络传输程序，主要流程如下：(1)客户端程序流程。创建套接字(socket)。向服务器发出连接请求(connect)。和服务器进行通信(sendrecv)。关闭套接字。(2)服务器端程序流程。创建套接字(socket)。将套接字绑定到一个本地地址和端口上(bind)。将套接字设为监听模式，准备接收客户请求(1isten)。等待客户请求到来；当请求到来后，接收连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept)。用返回的套接字和客户端进行通信(sendrecv)。返回等待另一客户请求。关闭套接字。4 结语本文在三维参数化和模块化背景下提出了基于网络的机械产品三维参数化和模块化设计平台实现，提出系统的客户端/服务端功能结构，完成网络传输关键部分的实现。参考文献1Pahl Gand W BeitzEngineering Designa systematic approachJSpringer-Verlag，London，UK，1996.2李淑新基于W