Pro_E环境下组合机床总体设计CAD系统开发.pdf

!# !#$ % 环 境 下 组 合 机 床 总 体 设 计 &( 系 统 开 发#何 培 英 李 月 琴（ 郑 州 轻 工 业 学 院 机 电 工 程 学 院 ， 河 南 郑 州 $%&）摘 要 ： 对 !#$ % 进 行 二 次 开 发 ， 满 足 组 合 机 床 实 际 设 计 需 求 。 利 用 !#$ % 为 用 户 提 供 的 二 次 开 发 工 具 & ()*， 在 &+,(-./ 平 台 上 进 行 & ()* 应 用 程 序 开 发 。 设 计 组 合 机 床 设 计 系 统 总 体 框 架 ， 阐 述 系统 实 现 的 开 发 平 台 及 工 具 、 关 键 技 术 和 运 行 环 境 ， 完 成 了 !#$ % 环 境 下 的 计 算 机 辅 助 组 合 机 床 设 计系 统 开 发 ， 达 到 高 效 、 快 捷 的 组 合 机 床 设 计 目 的 。关 键 词 ： 组 合 机 床 二 次 开 发 & ()* 应 用 程 序!#$%&() *+! ,-./0 1(23 43%5 6 7%3 /8 43%9:/ !.)( %7 ;%21$?7.,7 A,+.+ ./,.+8,./， C?+./D?;3 39+ ;9 B+E,/. ;?,.+ 9;K L?+ 8+ B+I+;6,./9; M 0,8;I,B+B 8;H ) 3E+B 9; B+I+;6 M 0,66,79,;. 68;/87: ;. B+8K L;97?,.+ 9; B+E,/. ,E 67.+I+;6,./ 679?.;/- 7 7E 9?+ 83.,./ +;.:+O;39 9?+ 8+7,D+B 78+ +9+?+ 7O;39 ;:639+8 7, :;8 :7?,.+ 9; B+E,/. *8;H ) ,83:+ ,E ;:6+9+B， ?+ 7,: ,. B+E,/. ,+.- 3,N ,E 8+7?+8#=;8 =7?,.+ L;； T+ B+I+;6； M 0,8;/87:组 合 机 床 设 计 是 根 据 被 加 工 零 件 的 加 工 特 点 、 精度 、 技 术 要 求 、 装 夹 情 况 以 及 生 产 率 的 要 求 等 进 行 的 针对 性 设 计 ， 属 于 一 次 性 设 计 。 如 果 采 用 传 统 方 法 设 计 ，工 作 量 大 、 周 期 长 ， 不 能 满 足 当 今 市 场 的 要 求 ， 因 此 必须 采 用 术 来 提 高 设 计 效 率 。 目 前 虽 然 有 关 组合 机 床 设 计 的 究 较 多 ， 如 组 合 机 床 夹 具 的 开 发 、 组 合 机 床 装 配 模 型 统 、 组 合 机 床多 轴 箱 计 算 机 辅 助 设 计 、 组 合 机 床 通 用 部 件 参 数 化 绘图 系 统 等 。 但 这 些 系 统 都 不 完 整 ， 仅 仅 是 组 合 机 床 设计 的 部 分 内 容 ， 而 对 组 合 机 床 总 体 设 计 统 研 究还 很 少 。 张 满 囤 等 V的 “ 组 合 机 床 总 体 方 案 统 的 设 计 与 实 现 ” 只 实 现 了 在 境 下 组 合机 床 总 体 方 案 设 计 的 二 维 参 数 绘 图 功 能 。 随 着 计 算 机三 维 实 体 造 型 技 术 的 发 展 ， 开 发 出 三 维 的 组 合 机 床 总体 方 案 设 计 系 统 ， 从 而 实 现 通 用 件 、 专 用 件 、 组 合 机 床整 体 装 配 的 造 型 设 计 及 工 作 仿 真 等 同 时 进 行 ， 以 达 到缩 短 设 计 周 期 ， 提 高 组 合 机 床 开 发 效 率 的 目 的。9 结 语产 品 模 块 化 是 解 决 目 前 制 造 企 业 产 品 的 标 准 化 、通 用 化 与 定 制 化 、 柔 性 化 之 间 的 矛 盾 的 可 行 方 案 。 而产 品 模 块 化 目 前 正 在 从 企 业 竞 争 的 优 势 技 术 ， 向 企 业竞 争 的 必 备 技 术 转 变 ， 是 制 造 业 发 展 的 趋 势 ， 也 势 必 会对 未 来 市 场 中 的 产 业 细 分 带 来 深 远 的 影 响 。参 考 文 献V 施 进 发 K 机 械 模 块 学 K 重 庆 ： 重 庆 出 版 社 ， & 肖 正 扬 K 自 动 机 械 的 凸 轮 机 构 设 计 K 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 第 一 作 者 ： 李 军 利 ， 男 ， 生 ， 副 教 授 ， 研 究生 ， 主 要 从 事 机 械 设 备 维 修 的 教 学 和 研 究 工 作 。（ 编 辑 徐 洁 兰 ） # （ 收 稿 日 期 ： &! Y Z） # #文 章 编 号 ： Y!&$如 果 您 想 发 表 对 本 文 的 看 法 ， 请 将 文 章 编 号 填 入 读 者 意 见 调 查 表 中 的 相 应 位 置 。# 郑 州 市 科 技 攻 关 项 目 （ &X*!&V） !# ! 系 统 框 架组 合 机 床 按 其 功 能 可 分 为 组 合 铣 床 、 组 合 钻 床 、 组合 镗 床 、 组 合 攻 丝 、 组 合 铰 床 等 ， 无 论 何 种 基 本 上 都 是由 一 些 诸 如 动 力 头 滑 台 、 侧 底 座 、 中 间 底 座 、 主 轴 箱 等 ，再 配 以 少 量 的 专 用 零 部 件 组 成 ， 其 通 用 零 部 件 约 占!$% & $% 。 根 据 组 合 机 床 这 种 结 构 特 点 ， 本 系 统在 ()*+ , 环 境 下 建 立 了 与 组 合 机 床 总 体 设 计 相 关 的 标准 零 部 件 模 板 库 和 数 据 库 ， 利 用 ()*+ , 提 供 的 二 次 开发 工 具 ()*+ - . /012 进 行 开 发 ， 实 现 对 各 个 标 准 零 部 件的 自 动 选 取 及 参 数 化 造 型 ， 按 照 组 合 机 床 的 分 类 特 点进 行 装 配 得 到 不 同 类 型 的 组 合 机 床 。 同 时 利 用 ()*+ ,软 件 单 一 数 据 库 的 优 势 ， 配 置 3*1405 文 件 ， 实 现 由 67模 型 产 生 符 合 我 国 标 准 的 87 工 程 图 8。 无 论 在 67或 87 图 形 上 做 尺 寸 修 改 ， 其 相 关 的 67 实 体 模 型 或87 图 形 均 自 动 修 改 ， 这 样 可 确 保 设 计 数 据 的 正 确 性 ，避 免 发 生 人 工 改 图 的 疏 漏 ， 使 设 计 质 量 极 大 提 高 。 系统 的 主 要 模 块 如 图 所 示 。标 准 零 部 件 选 择 模 块 主 要 实 现 组 合 机 床 中 所 用 标准 零 部 件 的 自 动 选 取 ， 利 用 ()*+ , 三 维 参 数 化 造 型 功能 建 立 标 准 零 部 件 图 库 ， 根 据 加 工 参 数 与 工 艺 信 息 等进 行 计 算 分 析 后 由 系 统 自 动 选 取 。 专 用 件 选 择 和 设 计模 块 用 来 满 足 不 同 类 型 的 组 合 机 床 专 用 零 部 件 的 选 取和 变 异 造 型 设 计 ， 即 根 据 所 加 工 零 件 ， 从 专 用 件 库 中 选择 相 同 或 类 似 的 零 件 。 这 两 部 分 采 用 9:/ 9;)?0A;) 以 及 ()*+ , 提 供 的 二 次 开 发 工 具 - . /012 进行 开 发 。 -?0A;) 为 A;) 的 实 时 编 译 及 执 行 环 境 ， 使 我们 不 用 考 虑 任 何 设 置 就 可 以 看 到 执 行 结 果 。 因 此 ， 借助 于 -?0A;) 进 行 - . /012 应 用 程 序 调 试 和 开 发 ， 可 方便 实 现 用 户 化 的 菜 单 、 对 话 框 、 参 数 化 设 计 、 数 据 库 操作 和 管 理 等 ， 从 而 达 到 高 效 、 快 捷 的 开 发 目 的 。= 开 发 关 键 技 术（ ） 应 用 程 序 与 ()*+ , 的 无 缝 集 成 - . /012 开发 的 应 用 程 序 与 ()*+ , 的 无 缝 集 成 是 通 过 类 文 件 （ =3） 来 实 现 的 。 首 先 在 言 编 辑 环 境 中 ， 编写 - . /012 应 用 程 序 ， 并 生 成 类 文 件 。 然 后 将 此 应 用程 序 在 ()*+ , 中 进 行 注 册 （ = 件 ） ， 这 样 应 用 程 序就 像 是 ()*+ , 本 身 的 程 序 一 样 。 ()*+ , 系 统 、 ()*+ - ./012 应 用 程 序 和 对 话 框 应 用 程 序 的 无 缝 集 成 是 系 统开 发 的 关 键 技 术 之 一 。 一 般 采 用 类 文 件 （ = 3方 式实 现 三 者 之 间 的 通 信 ， 如 图 8 所 示 。（ 8） 用 户 菜 单 开 发 应 用 ()*+ - . /012 提 供 的 一系 列 函 数 ， 利 用 言 编 写 - . /012 应 用 程 序 ， 定义 菜 单 项 、 菜 单 项 提 示 信 息 的 文 本 文 件 ， 编 写 类 文 件 在()*+ , 中 的 注 册 文 件 ， 从 而 得 到 用 户 个 性 化 的 菜 单 6。（ 6） 交 互 式 用 户 界 面 设 计 技 术 交 互 式 对 话 框 是 应 用 软 件 不 可 缺 少 的 用 户 界 面 之 一 。 系统 根 据 用 户 输 入 的 参 数 与 数 据 库 或 文 件 相 关 联 ， 先 从数 据 库 或 文 件 中 检 索 到 数 据 并 动 态 地 显 示 给 用 户 ， 用户 在 选 择 的 过 程 中 数 据 也 会 动 态 地 变 化 ， 满 足 交 互 设计 需 求 。 基 于 -?0A;) 平 台 进 行 - . /012 应 用 程 序 开发 ， 可 以 充 分 利 用 其 提 供 的 9 件 ， 使 对 话 框 的 开发 变 得 十 分 简 单 。开 发 时 首 先 继 承 5 类 ， 然 后 利 用 9 件中 的 组 件 类 设 计 布 局 对 话 框 ， 开 发 编 写 各 组 件 相 应 的事 件 处 理 函 数 J， 图 6 为 系 统 运 行 时 零 部 件 选 择 的 一个 用 户 界 面 。（ J） 数 据 库 操 作 本 系 统 通 过 连 接 。 是 执 行 9:/ 语 句 的 以 很 容 易 地 把 9:/语 句 传 送 到 任 何 关 系 型 数 据 库 中 。（ L） 自 动 装 配 功 能 在 ()*+ , 环 境 下 实 现 自 动 装 !# 配 的 途 径 有 两 种 ， 一 是 利 用 $%& ( 提 供 的 )*+&,- 模 块 ，它 通 过 建 立 全 局 特 征 来 实 现 产 品 的 自 动 装 配 .。 二是 定 义 各 个 零 部 件 之 间 的 装 配 配 合 关 系 ， 建 立 虚 拟 装配 模 型 ， 利 用 / 0 )123 提 供 的 装 配 体 （ 组 件 ） 访 问 类 和方 法 ， 对 装 配 体 中 的 零 部 件 进 行 编 辑 操 作 ， 并 可 获 取 或更 改 装 配 体 中 零 部 件 的 信 息 。 第 二 种 方 法 实 现 自 动 装配 的 基 本 步 骤 为 ： !通 过 方 法 45-%15657&859 取 得 组 件和 元 件 的 句 柄 ； 对 应 不 同 的 装 配 约 束 方 式 编 程 ， 编 写相 应 的 装 配 函 数 ， 主 要 包 括 将 元 件 添 加 到 组 件 某 个 初始 位 置 上 （ :;5&2;-%*12-） ； #利 用 获 得 的 句 柄 调 用编 好 的 函 数 进 行 装 配 。! 运 行 环 境/*6* 语 言 将 程 序 编 译 成 一 个 中 间 的 字 节 码 ， 然 后在 /*6* 虚 拟 机 （ /*6* ,*9 7*） 上 执 行 。 因此 ， 要 运 行 / 0 )123 应 用 程 序 ， 必 须 先 在 计 算 机 上 安 装/*6* 运 行 环 境 /4( （ /*6* 4,2 系 统 的 设 计 与 实 现 河 北 工 业 大学 学 报 L） ： G! 李 月 琴 ， 何 培 英 $%& ( 环 境 下 快 速 生 成 符 合 国 标 工 程 图 的 方 法 计算 机 时 代 ， !） ： 培 英 ， 李 月 琴 基 于 / 0 )123 的 $%& ( 开 发 及 在 夹 具 设 计 中 的 应用 煤 矿 机 械 ， K） ： K! 欢 ， 何 培 英 基 于 / 0 )123 的 $%& ( 二 次 界 面 设 计 技 术 制 造 技 术与 机 床 ， ： 胡 仁 喜 ， 闫 彩 霞 ， 彭 卫 平 等 编 著 $%& (2 N 中 文 版 机械 设 计 高 级 应 用 实 例 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 第 一 作 者 ： 何 培 英 ， 女 ， 生 ， 副 教 授 ， 硕 士 ，主 要 研 究 方 向 ： :J :7、 工 程 图 学 。（ 编 辑 李 静 ） # （ 收 稿 日 期 ： N !I） # #文 章 编 号 ： L! 您 想 发 表 对 本 文 的 看 法 ， 请 将 文 章 编 号 填 入 读 者 意 见 调