齒輪坯CAPP軟件系統(tǒng)的研究
引言 長期以來，鍛造工業(yè)設(shè)計(jì)以及鍛壓生產(chǎn)中的模具一直采用手工設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)質(zhì)量很大程度上取決于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)所需的時(shí)間較多。目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷完善，企業(yè)在參與競(jìng)爭(zhēng)時(shí)必須對(duì)市場(chǎng)作出快速反應(yīng)，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與試制周期，否則將失去市場(chǎng)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)呼喚計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)盡快走進(jìn)生產(chǎn)實(shí)踐。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益進(jìn)步，大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司對(duì)鍛壓分廠進(jìn)行了技術(shù)改造，采用帶鋸下料、電加熱、摩擦壓力機(jī)上閉式模鍛，降低了能耗，提高了材料利用率和產(chǎn)品質(zhì)量。為進(jìn)一步使工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，提高對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)速度，減輕工藝設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司委托太原理工大學(xué)開發(fā)齒輪坯CAPP系統(tǒng)。 齒輪坯的CAPP是縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期、 提高工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量、把廣大工藝人員從煩瑣、復(fù)雜的勞動(dòng)中解放出來的根本出路。 基于這個(gè)目的，在Windows下集工藝、模具和生產(chǎn)信息管理于一體的鍛造CAD集成系統(tǒng)，將鍛壓行業(yè)的CAD／CAPP應(yīng)用推上一個(gè)新的臺(tái)階。該系統(tǒng)以windows為軟件開發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)，以VisualBasic為開發(fā)工具，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)了用戶設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的全過程動(dòng)態(tài)決策和管理。 1 CAPP系統(tǒng)的構(gòu)造和功能 1.1 系統(tǒng)的構(gòu)造 齒輪CAPP系統(tǒng)包括鍛件設(shè)計(jì)、鍛模設(shè)計(jì)及優(yōu)化、鍛造工藝編制等子系統(tǒng)。工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流程見圖1。
1.2 系統(tǒng)主要功能 1.2.1初始數(shù)據(jù)輸入（用戶界面） 不同的齒輪坯所需的初始參數(shù)是不同的。系統(tǒng)能根據(jù)不同的類別確定所需參數(shù)，并顯示相應(yīng)的用戶輸入界面，同時(shí)用戶界面還具有一定的“智能”，能識(shí)別簡(jiǎn)單的及常見的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并作相應(yīng)的提示或更正。 1.2.2數(shù)據(jù)處理 根據(jù)用戶的輸入，確定齒輪坯的類別，并調(diào)用相應(yīng)的系統(tǒng)子程序，完成工藝處理，然后根據(jù)處理結(jié)果，生成所需的中間數(shù)據(jù)，以便系統(tǒng)進(jìn)一步處理。 1.2.3 工藝卡生成（鍛件圖、模具圖、工藝卡繪制） 經(jīng)過軟件系統(tǒng)處理生成的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析時(shí)就已定好結(jié)構(gòu)的參數(shù)，數(shù)據(jù)的每一項(xiàng)都具有一定物理意義和幾何意義。系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，根據(jù)零件類型及其各個(gè)參數(shù)值繪制相應(yīng)的鍛件圖、模具圖，同時(shí)繪出工藝卡。 1.2.4工藝卡管理（工藝卡的保存、查詢及打?。?/P> 工藝卡的管理是本系統(tǒng)所必需的功能，包括對(duì)各種信息的查詢、提取及打印。 1.3 系統(tǒng)主要特色 1.3.1用戶界面友好，操作簡(jiǎn)單。系統(tǒng)可視化強(qiáng)，圖形界面多，便于理解和操作。用戶可在很短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)并熟練掌握。 1.3.2工藝規(guī)程的制定科學(xué)、實(shí)用。 系統(tǒng)在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 采用了多種優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分利用了最新的工具和軟件技術(shù)，所以效果很好。 1.3.3良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用該系統(tǒng)規(guī)范化的設(shè)計(jì)和管理，可提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少材料浪費(fèi)，縮短設(shè)計(jì)周期，提高生產(chǎn)效率。 2 數(shù)據(jù)管理 VB成為倍受歡迎的開發(fā)工具有多方面的原因， 其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫處理功能是其中之一。VB提供的數(shù)據(jù)庫管理功能相當(dāng)完善，完全能夠滿足CAPP、CAD開發(fā)的需要，并且為了方便使用，它還提供了不少高效的工具。數(shù)據(jù)控件（DataControl）和數(shù)據(jù)訪問對(duì)象（DAO）是用戶通過VB訪問數(shù)據(jù)庫的最簡(jiǎn)單的手段。 在本軟件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中采用了Access數(shù)據(jù)庫格式， 這是因?yàn)锳ccess是一種關(guān)系數(shù)據(jù)模型。關(guān)系數(shù)據(jù)模型與其它模型相比有許多優(yōu)點(diǎn) ，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以直接處理多對(duì)多的關(guān)系，數(shù)據(jù)獨(dú)立性高等。 同時(shí)，Access數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)單易學(xué)，操作簡(jiǎn)單而又功能強(qiáng)大，分析我們所建立的數(shù)據(jù)庫相對(duì)簡(jiǎn)單，用Access足以滿足我們的要求。 數(shù)據(jù)控件（DataControl）給數(shù)據(jù)庫文件提供了一個(gè)關(guān)系界面，它可以用來顯示、編輯和更新各類已有的數(shù)據(jù)庫中的信息，其中包括MicrsoftAccess、DBase、MicrsoftFoxpro和Paradox控件通過Micrsoft數(shù)據(jù)庫引擎實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問，而同樣的數(shù)據(jù)庫引擎也給MicrsoftAccess以動(dòng)力。 該技術(shù)能非常完善地訪問許多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫格式，并可創(chuàng)建數(shù)據(jù)識(shí)別的應(yīng)用程序而幾乎不必編寫什么代碼。 VB提供的數(shù)據(jù)訪問對(duì)象（DAO）借助程序代碼編寫直接控制JET數(shù)據(jù)庫引擎， 配合前面介紹的數(shù)據(jù)控件概念的推廣，能夠開發(fā)出更具彈性且高效率的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。DAO可以直接編寫程序代碼訪問數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)， 利用數(shù)據(jù)訪問對(duì)象開發(fā)程序具有下面優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)數(shù)據(jù)訪問更快更有效率；②對(duì)數(shù)據(jù)訪問更具有彈性且全面性。 在軟件設(shè)計(jì)過程中用數(shù)據(jù)控件來打開數(shù)據(jù)庫，用數(shù)據(jù)訪問來進(jìn)行查詢，數(shù)據(jù)控件和DAO兩者結(jié)合使用達(dá)到了很好的效果。 3 圖形處理 在軟件開發(fā)過程中，用AutoCADR14.0作為開發(fā)平臺(tái)。AutoCAD的開放性結(jié)構(gòu)不但保證了系統(tǒng)自身不斷擴(kuò)充和完善，而且方便用戶針對(duì)各工程領(lǐng)域的特點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)用CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)。該系統(tǒng)利用AutoCAD對(duì)Activex技術(shù)的支持作為開發(fā)工具。Activex是Micrsoft公司技術(shù)的商標(biāo)名稱，它是一種基于部件對(duì)象模型（com）的技術(shù)規(guī)范，通過這些技術(shù)，就可使用部件對(duì)象模式（com）來交互操作。 com是英文ComponentObjectModel的縮寫，是一套面向?qū)ο笙到y(tǒng)的接口和服務(wù)。 本軟件使用的是Activex代碼部件。所謂Activex代碼部件是指一些可執(zhí)行代碼，比如一個(gè)exedll或ocx文件，它們?cè)谔峁?duì)象時(shí)遵循Activex的規(guī)范。 AutoCADR14支持Activex技術(shù)，實(shí)際上提供一種Activex代碼部件，它的文件名是acad.tlb。該文件是一個(gè)提供了AutoCAD里大部分對(duì)象的對(duì)象庫，并且暴露于外部應(yīng)用程序， VB便可以通過引用這個(gè)文件來使用里面的各種對(duì)象及對(duì)象的屬性方法和事件。在使用過程中，需要用VB中CreatObject函數(shù)或GetObject函數(shù)，使VB與AutoCAD接口，進(jìn)行圖形的繪制與管理。 用AutoCADR14根據(jù)工藝數(shù)據(jù)參數(shù)自動(dòng)生成圖形文件，然后輸出為其它圖形文件保存起來，以便使用時(shí)填充數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的填充方法是采用VB的Print方法來實(shí)現(xiàn)。采用此功能， 系統(tǒng)完善輸入數(shù)據(jù)后就可以用繪圖儀輸出鍛件圖及其工藝卡、模具圖。 4 結(jié)束語 該系統(tǒng)雖然是針對(duì)閉式齒輪坯鍛造CAPP軟件系統(tǒng)開發(fā)過程的一般方法和內(nèi)容， 但從軟件工程角度出發(fā)， 這些方法和內(nèi)容對(duì)機(jī)械行業(yè)的其他各類CAPP系統(tǒng)都有一定的參考價(jià)值。
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