門式起重機模塊化設計范文

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《機械工程與自動化雜志》2014年第二期

1設計流程

首先，收集各種型式、不同起吊噸位、跨度和起升高度等因素制約下的成功產(chǎn)品案例，將其劃分成相應的模塊，對模塊進行相應的編碼，并將數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中；然后，提取典型模塊的形位尺寸，將其變量化后得到可以參數(shù)化驅動的模板；最后，根據(jù)用戶需求信息在模塊庫中查找需要的模塊，如果找不到相匹配的模塊，則選取相應的模塊模板通過參數(shù)化和優(yōu)化后得到的新模塊經(jīng)組合形成所需產(chǎn)品。門式起重機廣義模塊化設計流程見圖1。

2廣義模塊化設計實現(xiàn)的關鍵技術

2.1模塊庫的建立按照傳統(tǒng)模塊化設計的思路對門式起重機進行功能結構分析，劃分的功能結構框圖見圖2，根據(jù)相應的功能結構建立對應的產(chǎn)品庫和模塊庫。收集典型的結構型式和以往成功的實例，經(jīng)優(yōu)化后形成較完善的模塊庫，這一過程對于廣義模塊化設計是十分重要的，但往往會因設計水平和時間的關系影響模塊庫中模塊質量和模塊類型，以致影響整個廣義模塊化設計的應用范圍和應用效果。

2.2模板庫的建立模板庫的建立過程實際上是利用數(shù)據(jù)驅動參數(shù)化模型庫中的幾何模型或程序，進行模型重構的過程。參數(shù)化模型庫的建立通常是通過編程或在CAD軟件內(nèi)通過參數(shù)化建模來實現(xiàn)，在CAD軟件內(nèi)部進行參數(shù)化建模時，一般應首先進行零件或裝配體的初始幾何建模，然后將控制模型形狀與位置的尺寸變?yōu)閰⒆兞俊Ｔ谀K庫建立的基礎上，對模塊經(jīng)特征提取、參數(shù)提取和參數(shù)化驅動設置后便形成了模塊模板，在SolidWorks軟件中建立模板庫的過程見圖3。

2.3模塊的編碼模塊的編碼［5］是在遵循唯一性、完整性、簡潔性、易于計算機處理的原則下，用字母和數(shù)字作為代碼來描述產(chǎn)品與模塊的總體信息、從屬關系、接口信息、結構特征信息等相關信息，便于用計算機輔助模塊選擇、組合和管理。圖4為模塊模板的信息編碼。模塊的從屬關系信息與模塊的結構特征信息主要用于模塊的選擇；模塊的接口信息用于模塊的組合；其他信息用于模塊的管理。

2.4數(shù)據(jù)庫的建立與訪問Access數(shù)據(jù)庫是一個小巧的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，功能簡單但相當完善，可以完成諸如查詢、增加、刪減、排序等對數(shù)據(jù)的操作功能，滿足設計系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)管理的要求。ADO基于通用數(shù)據(jù)訪問技術，用ADO訪問Access數(shù)據(jù)庫的主要步驟有：引入ADO動態(tài)鏈接庫、與數(shù)據(jù)源的連接、數(shù)據(jù)操作和關閉數(shù)據(jù)源。

2.5參數(shù)化設計過程目前，幾乎所有的三維CAD系統(tǒng)都支持參數(shù)造型功能，在SolidWorks軟件中以鉸座為例來說明參數(shù)化設計過程。如圖5所示，選擇220這個尺寸，在名稱欄輸入相應的參數(shù)符號D1以代表220這個具體值，當重新建模時，根據(jù)輸入的D1值來替換220以實現(xiàn)參數(shù)修改。以"D1＠草圖2"這個尺寸為例，用來驅動SolidWorksAPI語句為：swPart．Parameter（"D1＠草圖2"）．SystemValue＝D1／1000。當外界對D1賦予新的數(shù)值時，SolidWorks將按輸入的參數(shù)重新生成新圖形。還可以通過添加方程式，修改部分主要參數(shù)控制其他相關的從動尺寸，從而實現(xiàn)快速設計。

2.6工程圖優(yōu)化技術在對模板庫的模塊模型按用戶要求重新生成后得到的是三維圖形，最終是要把三維圖變成二維圖紙來滿足生產(chǎn)的需要，但模型驅動后直接生成的工程圖往往存在位置不準確、比例不協(xié)調和尺寸漂移等問題，因此需要對工程圖進行合理的調整以滿足生產(chǎn)的需要［6］。

3設計系統(tǒng)的實現(xiàn)

建立VB程序與SolidWorks連接，創(chuàng)建一個SolidWorks的應用對象，連接函數(shù)如下：通過這個函數(shù)就打開了SolidWorks的接口，可以調用它的API函數(shù)，然后以Access作為數(shù)據(jù)庫，利用ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術，以三維軟件SolidWorks為平臺，建立門式起重機的廣義模塊化設計系統(tǒng)，系統(tǒng)界面見圖6。

4結語

本文以廣義模塊化設計理論為支持，VB為開發(fā)工具，SolidWorks為開發(fā)平臺，研究了門式起重機廣義模塊化設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以幫助企業(yè)提高產(chǎn)品設計效率、設計質量以及產(chǎn)品設計的規(guī)范化和標準化程度，使企業(yè)能夠對用戶需求進行快速響應，大大減輕了設計人員的重復性勞動，具有一定的應用價值。

作者：白傳武單位：海南大學應用科技學院