專利名稱：數(shù)控機床智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控機床智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，國內(nèi)CAD技術(shù)的應(yīng)用己逐步進入高級階段，許多用戶都 針對本行業(yè)的特點對CAD進行二次開發(fā)，CAD二次開發(fā)技術(shù)幾乎在各個行業(yè)中 都有應(yīng)用實例，并己有許多商品化軟件問世。但各行業(yè)CAD二次開發(fā)技術(shù)的發(fā) 展水平存在較大差距，機械、電子、建筑、航空航天等最早應(yīng)用二次開發(fā)技術(shù)， 其二次開發(fā)程度也最高。開發(fā)出的CAD系統(tǒng)能夠集計算、參數(shù)化畫圖、數(shù)據(jù)管 理為一體，并直接與計算機輔助制造(CAM)和計算機輔助工藝設(shè)計(CAPP)有機
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目前，國內(nèi)己開發(fā)成功一批符合工程需要的應(yīng)用軟件，逐漸形成了一批具
有較高素質(zhì)的研究開發(fā)隊伍，出現(xiàn)了一些CAD應(yīng)用軟件，但大多數(shù)僅僅針對某
一類型的產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部份而開發(fā)的小型應(yīng)用系統(tǒng)，解決的問題也比較有限。
在眾多的CAD二次開發(fā)軟件中，基于AutoCAD軟件平臺基礎(chǔ)之上進行二次 開發(fā)得到的設(shè)計系統(tǒng)，目前已是一個比較成熟的技術(shù)，但是，它是一個純二維 的工作環(huán)境，二次開發(fā)的結(jié)果，只是將CAD作為輔助繪圖工具，把設(shè)計過程的 最后階段——繪圖階段搬到計算機上，設(shè)計過程仍在設(shè)計師的頭腦中完成，沒 能真正發(fā)揮出CAD的功能。另外，產(chǎn)品和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化不足。由于沒注重零 部件的標(biāo)準(zhǔn)化工作，越來越多的零件流入生產(chǎn)流程，造成零件數(shù)量的無限制增 長；同時，缺乏完善的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和過程管理系統(tǒng)，企業(yè)的大量數(shù)據(jù)和設(shè)計 過程得不到有效的控制和管理，使得設(shè)計任務(wù)間的等待時伺長，各部門之間的 信息傳遞速度緩慢，數(shù)據(jù)一致性差，安全性差。
隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)得到了快速發(fā)展。它經(jīng)歷了從二 維模型、三維線框模型、曲面模型、實體模型、產(chǎn)品模型、特征模型直至最新 的生物模型，CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢必然是從靜態(tài)設(shè)計到以參數(shù)化特征造型為基
礎(chǔ)的動態(tài)設(shè)計的發(fā)展過程?？梢姡贏utoCAD應(yīng)用軟件的開發(fā)設(shè)計系統(tǒng)，現(xiàn)
已逐步不能滿足現(xiàn)代化設(shè)計的要求，現(xiàn)代化設(shè)計趨勢，正從二維靜態(tài)圖形設(shè)計 轉(zhuǎn)化到三維動態(tài)實體模型設(shè)計。
在CAD技術(shù)日益普及的今天，傳統(tǒng)的二維CAD軟件正逐漸被三維CAD軟件 所替代。在眾多軟件中，Solidworks公司Solidworks、 PTC公司的Pro/Engineer是
具有代表性的優(yōu)秀軟件之一。自從面世以來它以尺寸驅(qū)動基于特征單一全關(guān)聯(lián) 的數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點深受用戶好評，在這兩個軟件基礎(chǔ)之上的二次開發(fā)也正在不斷 發(fā)展中。然而，基于Pro/Engineer的二次開發(fā)工具包ToolKIT，由于軟件本身的價 格較高，軟件學(xué)習(xí)難度大，以及軟件二次開發(fā)代碼不公開等特點，在進行基于 Pro/Engineer的二次開發(fā)工作的時候就存在一定的難度，這大大限制了該軟件二 次開發(fā)的進程
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種數(shù)控 機床智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)方法，其建立在通用的Solidworks應(yīng)用軟件的平臺 之上，利用該軟件的二次擴展功能，并以數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計為實例，嘗試基于 知識的機械產(chǎn)品開發(fā)新模式，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計服務(wù)，這就是Solidworks軟件二 次開發(fā)的功能的具體實現(xiàn)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種數(shù)控機床智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)方法,其特征是包括依次進行的以下 步驟
在Soldworks環(huán)境中，按照正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何關(guān)系和尺寸約束)繪 制零件的三維模型，在保證完全約束的情況下盡量減少尺寸的個數(shù)，建立產(chǎn)品 組件的零件庫，在用VB編程創(chuàng)建主程序用戶窗口中按照提示要求直接輸入相應(yīng) 約束尺寸，系統(tǒng)即根據(jù)用戶給定的相關(guān)約束變量參數(shù)值，對已定義好的標(biāo)準(zhǔn)模 型的相應(yīng)約束關(guān)系進行修改與求解，并引起相關(guān)圖形元素及關(guān)系的聯(lián)動，生成 所需的零件，創(chuàng)建模塊化系列零件庫，實現(xiàn)Soldworks下與其相關(guān)的其他零件三 維實體的生成，并進行主要零件的有限元分析，最終按照裝配要求組裝成整個 產(chǎn)品實體。
本發(fā)明的積極效果在于以Solidworks三維實體建模軟件為平臺，利用軟件 開放的二次開發(fā)接口，用VB語言開發(fā)產(chǎn)品智能設(shè)計系統(tǒng)，結(jié)合Solidworks的尺
寸驅(qū)動功能，通過API技術(shù)對SolidWorks進行二次開發(fā)來實現(xiàn)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的 參數(shù)化驅(qū)動，形成系列化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)序列，使得系統(tǒng)開發(fā)參數(shù)化產(chǎn)品系列得以實 現(xiàn)。這種可以方便的推廣到其他任意產(chǎn)品、具有普遍的指導(dǎo)意義的設(shè)計系統(tǒng)實 現(xiàn)了用戶的個性化產(chǎn)品設(shè)計，是智能CAD設(shè)計思路的具體體現(xiàn)。 .具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明。 在Soldworks環(huán)境中，按照正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何關(guān)系和尺寸約束)繪 制零件的三維模型，在保證完全約束的情況下盡量減少尺寸的個數(shù)，建立產(chǎn)品 組件的零件庫，在用VB編程創(chuàng)建主程序用戶窗口中按照提示要求直接輸入相應(yīng) 約束尺寸，系統(tǒng)即根據(jù)用戶給定的相關(guān)約束變量參數(shù)值，對己定義好的標(biāo)準(zhǔn)模 型的相應(yīng)約束關(guān)系進行修改與求解，并引起相關(guān)圖形元素及關(guān)系的聯(lián)動，生成 所需的零件，創(chuàng)建模塊化系列零件庫，實現(xiàn)Soldworks下與其相關(guān)的其他零件三 維實體的生成，并進行主要零件的有限元分析，最終按照裝配要求組裝成整個 產(chǎn)品實體。
在數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中，首先在用戶程序主界面輸入被加工工件的尺 寸，當(dāng)零件形狀不是規(guī)則的長方體時，需要輸入能夠包容零件的最小長方體的 長，寬，高。值得注意的是，在機床坐標(biāo)系中，是以X軸，Y軸和Z軸來定義方 向的，因此，在輸入時應(yīng)注意輸入的工件尺寸值要與機床對應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)一起 來，進行X， Y， Z賦值，這樣，系統(tǒng)的原始設(shè)計參數(shù)信息傳遞給系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳 遞與計算模塊，該模塊將根據(jù)X， Y， Z值驅(qū)動后續(xù)整個設(shè)計環(huán)節(jié)。
下一步，進入數(shù)據(jù)傳遞與計算模塊的系統(tǒng)原始尺寸信息，通過數(shù)據(jù)變量內(nèi) 部參數(shù)尺寸計算，首先驅(qū)動工作臺部分進行造型，其設(shè)計先后順序為工作臺 面一~"工作臺座——工作臺滑鞍。
接下來，由機床工作臺部分尺寸和機床X、 Y、 Z三個方向的行程，確定機 床床身體積，得到床身長、寬、高尺寸值，即可進行床身建模。
刀盤的直徑尺寸值決定了刀庫的大小和刀庫刀具的容量，在這里，我們認 為刀庫中刀盤直徑尺寸值取決于床身尺寸。
主軸部件尺寸的決定，參照企業(yè)現(xiàn)有主軸參數(shù)系列由用戶自行進行選取。
至此，設(shè)計原始數(shù)據(jù)由VB程序用戶界面人機交互輸入，通過設(shè)計系統(tǒng)內(nèi)部 數(shù)據(jù)傳遞與計算模塊，經(jīng)過SolidWorks API函數(shù)驅(qū)動SolidWorks三維建模，順序
得到了機床各組成部件結(jié)構(gòu)模型，最后，再經(jīng)過裝配以后，即可完成整機結(jié)構(gòu) 設(shè)計工作。
在參數(shù)化設(shè)計以后，再進行系列化設(shè)計，能夠在花費較少時間、精力的情 第一步常規(guī)方法抽取制鹽鹵水；
況下，獲取較豐富的設(shè)計成果，方便了以后的方案選擇、分析、優(yōu)化和最 終的定型，也可以向客戶提供更多的選擇。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)控機床智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)方法，其特征是包括依次進行的以下步驟在Soldworks環(huán)境中，按照正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何關(guān)系和尺寸約束)繪制零件的三維模型，在保證完全約束的情況下盡量減少尺寸的個數(shù)，建立產(chǎn)品組件的零件庫，在用VB編程創(chuàng)建主程序用戶窗口中按照提示要求直接輸入相應(yīng)約束尺寸，系統(tǒng)即根據(jù)用戶給定的相關(guān)約束變量參數(shù)值，對已定義好的標(biāo)準(zhǔn)模型的相應(yīng)約束關(guān)系進行修改與求解，并引起相關(guān)圖形元素及關(guān)系的聯(lián)動，生成所需的零件，創(chuàng)建模塊化系列零件庫，實現(xiàn)Soldworks下與其相關(guān)的其他零件三維實體的生成，并進行主要零件的有限元分析，最終按照裝配要求組裝成整個產(chǎn)品實體。
全文摘要
本發(fā)明是一種數(shù)控機床智能結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)方法，在Soldworks環(huán)境中，按照正確的設(shè)計關(guān)系(包括幾何關(guān)系和尺寸約束)繪制零件的三維模型，在保證完全約束的情況下盡量減少尺寸的個數(shù)，建立產(chǎn)品組件的零件庫，在用VB編程創(chuàng)建主程序用戶窗口中按照提示要求直接輸入相應(yīng)約束尺寸，系統(tǒng)即根據(jù)用戶給定的相關(guān)約束變量參數(shù)值，對已定義好的標(biāo)準(zhǔn)模型的相應(yīng)約束關(guān)系進行修改與求解，并引起相關(guān)圖形元素及關(guān)系的聯(lián)動，生成所需的零件，創(chuàng)建模塊化系列零件庫，實現(xiàn)Soldworks下與其相關(guān)的其他零件三維實體的生成，并進行主要零件的有限元分析，最終按照裝配要求組裝成整個產(chǎn)品實體。
文檔編號G05B19/18GK101364100SQ200710016919
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月11日
發(fā)明者軍 車 申請人:軍 車