文献 <1 >论述了在 Internet浏览器上接收不同数据表达形式的方法 ;文献 <2 >论述了一种直接把 Web服务器嵌入网络驱动器的有效方式 ;文献<3 >采用 3维特征建模方法研究了专用夹具 CAD系统的体系结构和主要功能模块。这些研究为网络环境下夹具 CAD系统的开发和夹具设计信息的传输与共享提供了基础。笔者根据夹具设计的特点 ,将夹具设计信息分为若干模块 ,应用信息建模技术建立夹具设计信息模型 ,应用网络技术传输夹具设计信息 ,使异地设计人员在网络环境下能共享夹具设计资源 ,为机械企业提供一种快速夹具设计的环境。1 夹具设计信息模型体系结构本文应用面向对象的设计方法 ,建立集成工艺设计的夹具设计信息模型 ,用 Booch方法<4 > 构造夹具设计信息模型的类图 ,用层次关系来定义夹具设计信息 (如制造资源和制造工艺 )的基本元素。这种功能描述为夹具设计信息模型提供一种层次功能结构的模型表达方法。1 .1 夹具设计信息数据结构夹具设计信息数据结构是夹具设计信息建模的基础 ,它描述与夹具设计相关的工艺和资源以及它们之间的相互关系。图 1描述了夹具设计所需的与制造信息相关的工艺和资源 ,包括制造资源和制造工艺。制造资源描述企业全部工艺装备 ,表示工艺装备的物理属性和功能 ,反映它们的加工能力 (如加工制造能力和工艺设计能力等 ) ,用于支撑工艺设计决策 ;制造工艺描述在同一机床上完成零件加工的顺序 ,能执行的工艺过程 ,反映机床的切削加工能力和夹具的装夹能力等。1 .2 制造工艺信息类体系结构图 2是用 Booch方法描述面向夹具设计的制造工艺信息类的体系结构 ,表示制造工艺是根据图 2 制造资源信息类体系结构材料工艺状况来描述直接加工工艺和夹具加工工艺的详细信息结构 ,以及加工工艺与装夹工艺之间及在不同结构层次上的相互关系。加工工艺需要装夹工艺信息的支持 ,而装夹工艺需要夹具、机床和工件信息的支持。加工工艺信息描述各种切削加工信息 ,相应的切削加工又需要刀具和工件信息的支持。1 .3 制造资源信息类体系结构图 3是用 Booch方法描述面向夹具设计的制造资源信息类的体系结构 ,表示夹具设计中各种生产资源信息 (如机器和工人 ) ,通过定义它们之间的相互关系描述完成工艺和夹具设计所需的详细资源信息。图 3 制造工艺信息类体系结构2 数据结构中信息模型本文针对夹具设计的基本特征 ,建立夹具设计数据结构中装夹设计信息模型和夹具资源信息模型。2 .1 数据结构中的夹具资源模型图 4是数据结构中夹具设计的资源模型。通用夹具和专用夹具是夹具设计资源中的 2个基本图 4 数据结构中的夹具资源模型子类 ,通用夹具资源信息由三爪卡盘、机床用的平口虎钳等构成 ,专用夹具资源信息由定位元件、装夹定位装置、夹具、对刀元件、连接元件和导向元件等构成。2 .2 数据结构中装夹工艺模型图 5描述了零件在加工过程中的装夹工艺过程。工件的装夹工艺包括工件的定位和夹紧。图 5 数据结构中的装夹工艺模型3 夹具设计资源信息网络平台体系结构夹具设计资源信息网络平台体系结构见图6。在此我们把提供夹具资源设计信息的计算机称为网络工作中资源信息的所有者,其它成员的计图 6 资源信息网络平台体系结构算机称为信息共享者。在系统应用层里信息所有者处于系统的最外层 ,使每一个信息共享者目录服务器上登录的成员都能出现在信息所有者的 Net Meet-ing目录中 ,每一个信息共享者可共享信息所有者的夹具设计资源信息 ,并可通过音频传输或电子邮件与其它信息共享者直接通话。系统应用层在系统支持层的支持下工作。系统支持层由网络通讯系统和数据库系统组成 ,其中数据库系统存储所有夹具设计资源信息和协作环境信息 ,通讯系统实现各种信息共享的交换。4 应用示例4.1 夹具元件参数化图库的实现方案与远程共享本研究在 MDT5.0绘图环境下 ,采用参数生成法 ,通过尺寸和约束控制夹具元件轮廓的位置、形状和大小。在 MDT5.0中 ,将夹具元件的标准参数定义为变量 (全局变量与局部变量 ) ,并定义为 MDT5.0电子表格中的变量 ,建立表驱动的电子表格 ,用电子表格中的若干组值表示夹具元件的一种规格 ,再将电子表格与全局变量或局部变量表连接起来。这样 ,将 MDT5.0绘图环境中夹具元件的 3维参数化零件模型的相关设计参数关联成参数表 ,选择电子表格中的不同参数即自动更改当前变量值 (即夹具元件的规格尺寸 )。当参数表显示在 MDT5.0造型平台的 Desktop浏览器中时 ,双击浏览器中的规格变量即可实现夹具元件的 3维参数化设计。夹具资源信息远程共享是我们的最终目的。在开发夹具元件资源库的基础上 ,我们采用Frontpage2 0 0 0用 HTML 连接 Web页面 ,创建夹具元件图形库 Web站点。通过调用 WHIP插件 ,使用户在 IE或 Netscape浏览器中浏览夹具元件图形库。我们将该夹具元件资源库移植到四川大学校园网制造科学与工程学院的节点( http:/ / msec.edu.cn)上进行实验 ,异地用户通过浏览器上网 ,根据夹具设计需要 ,浏览选择所需的夹具资源信息 (如定位元件、夹具元件、夹具示例等 )。图 7是异地用户在浏览器上看到的夹具元件设计结果 ,可以按住 Ctrl键 ,用鼠标直接把结果拖到本地的 MDT软件环境中进行夹具设计。图 7 夹具元件资源远程共享4.2 夹具装夹工艺的实现方案与应用在开发夹具 CAD系统中 ,我们在 Win-dows2 0 0 0下 ,采用 Visual C++,通过对 ObjectARX接口的 C++编程 ,实现一个完整的夹具定位误差和夹紧力计算的应用程序。在 VisualC++下 ,通过调用微软基础类库 ( MFC)创建对话框类 ,再利用 Object ARX提供的与 MFC的接口函数实现 Windows下对话框风格的编程。对于程序中装夹机构和定位误差选择 ,则利用 MFC设计出面向用户的程序主界面 ,得到具有 Win-dows传统风格的面向用户接口。用 C++编制计算程序 ,完成计算后显示在用户接口界面中。图 8是装夹工艺中夹紧机构设计计算子系统界面 ,用于计算斜楔夹紧机构在夹紧时产生的夹图 8 斜楔夹紧机构夹紧力计算界面紧力 ,以及其它一些诸如自锁条件等参数。在 Auto-CAD2 0 0 0或 MDT中加载 arx71 ,然后运行命令 arx0 71 ,将弹出图 8所示的对话框 ,即可进行斜楔夹紧机构夹紧力计算和自锁条件判断。装夹资源信息的远程共享是使装夹工艺资源信息所有者和共享者同时出现在网络中 ,信息所有者启动计算机运行 Net-Meeting,并登录至目录服务器 ,然后调用装夹工艺资源共享信息 ,使其共享 ,客户机上的信息共享者也启动 Net Meeting登录 ,并连接信息所有者的 Net Meeting,即可在自己的显示器上浏览装夹工艺资源信息基于网络的夹具设计信息模型与应用研究@李双跃$四川大学制造科学与工程学院
@殷国富$四川大学制造科学与工程学院
@徐雷$四川大学制造科学与工程学院网络化制造;;
夹具设计;;
信息模型;;工艺设计根据夹具设计特点论述了集成工艺设计中夹具设计信息数据结构 ,应用面向对象的方法描述了夹具设计的制造工艺信息类和制造资源信息类体系结构 ,建立了数据结构中夹具设计的装夹工艺模型和夹具资源模型。根据建立的信息模型开发了装夹工艺信息子系统和夹具资源信息子系统 ,并在网络环境下得到了应用<1> AdamczykZ.CAD/CAM TechnologicalEnviron-mentCreation as anInteractiveApplication on theWeb.Journal ofMaterialsProcessingTechnology,2001,109:222～228
<2> JU H T.EWS-BasedManagementApplicationIn-terface andIntegrationMechanisms forWeb-basedElementManagement.Journal ofNetworkandSystemsManagement,2001,9(1):31～45
<3> 李双跃,殷国富,陈田.基于三维特征建模的专用夹具CAD系统.四川大学学报(工程版),2001,33(3):95～98
<4> 张维明,刘忠,肖卫东等.信息系统建模.北京:电子工业出版社,2002:94～97国家自然科学基金资助项目 ( 5 9975 0 6 3);;
国家 86 3高技术研究发展计划资助项目 ( 2 0 0 1A A41115 0 )浏览器上看到的夹具元件设计结果 ,可以按住 Ctrl键 ,用鼠标直接把结果拖到本地的 MDT软件环境中进行夹具设计。图 7 夹具元件资源远程共享4.2 夹具装夹工艺的实现方案与应用在开发夹具 CAD系统中 ,我们在 Win-dows2 0 0 0下 ,采用 Visual C++,通过对 ObjectARX接口的 C++编程 ,实现一个完整的夹具定位误差和夹紧力计算的应用程序。在 VisualC++下 ,通过调用微软基础类库 ( MFC)创建对话框类 ,再利用 Object ARX提供的与 MFC的接口函数实现 Windows下对话框风格的编程。对于程序中装夹机构和定位误差选择 ,则利用 MFC设计出面向用户的程序主界面 ,得到具有 Win-dows传统风格的面向用户接口。用 C++编制计算程序 ,完成计算后显示在用户接口
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