Autodesk Inventor實現(xiàn)計算機輔助的組合機床三維總圖設(shè)計

2013-05-21 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

現(xiàn)在有了功能強大的三維CAD 軟件,有條件還設(shè)計過程的本來面目。設(shè)計人員頭腦中的三維的整體布局可以直接用三維圖形表達。余下的部件圖,零件圖工作,交給機器來做。
來源:Autodesk
機械設(shè)計的傳統(tǒng)模式是設(shè)計人員首先對設(shè)計對象,有一個三維的整體布局。實際工作中,還是根據(jù)三維構(gòu)思,繪制二維的總裝配圖,再來分解成部件:裝配圖,最后拆零件,形成二維零件總圖。經(jīng)過這樣迂回曲折得到的圖紙,還有可能不能實現(xiàn)原來的設(shè)計意圖。有沒有可能繪制精確的三維總圖,根據(jù)這個總圖來繪制零件圖?

現(xiàn)在有了功能強大的三維CAD 軟件,有條件還設(shè)計過程的本來面目。設(shè)計人員頭腦中的三維的整體布局可以直接用三維圖形表達。余下的部件圖,零件圖工作,交給機器來做。

本文以組合機床設(shè)計為例,利用Autodesk Inventor開發(fā)計算機輔助的三維機械總裝圖設(shè)計系統(tǒng),詳述各個部分的功能。據(jù)目前中文文獻檢索,還沒有發(fā)現(xiàn)類似的軟件系統(tǒng)。以下各節(jié)分別闡述:系統(tǒng)的設(shè)計思想,系統(tǒng)組成,工作流程,韌組合機床三維總圖計算機輔助沒計。

    系統(tǒng)的設(shè)計思想

正是基于上述想法,提出了利用三維軟件Autodesk lnventor作為組合機床的設(shè)計載體,利用Ⅵsualc++6.0(Vc++60)驅(qū)動Autodesk Inventor并進行零件的參數(shù)化設(shè)計,利用數(shù)據(jù)庫存儲大量的數(shù)據(jù)以便于調(diào)用這樣一種方法,并對其進行的初步的研究與應(yīng)用。Autodesk Inventor是Autodesk公司推出的面向機械設(shè)計的三維CAD軟件,具有上手容易,使用方便,圖形修改簡單的特點,三維運算速度相對比較快,被廣泛用于各個行業(yè)。而且Inventor提供了利用VC++6.0開發(fā)的接I=I,可以直接在inventor內(nèi)部生成工具欄,所有的命令通過在工具欄中的按鈕與動態(tài)鏈接庫中的函數(shù)相聯(lián)系,并且調(diào)用數(shù)據(jù)庫,進行零部件的繪制,從而實現(xiàn)了與Inventor的無縫鏈接。在進行裝配的過程中,系統(tǒng)經(jīng)過判斷自動給出相關(guān)的零部件的選擇,免去了設(shè)計人員的復(fù)雜的查詢過程。

    系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)主要由三部分組成,零部件的生成,零部件的調(diào)用及裝配,數(shù)據(jù)庫。這三部分相互關(guān)聯(lián),又彼此獨立。

    零件的生成

在設(shè)計過程中,零件的使用是不可避免的。然而零件的種類繁多。如果單憑設(shè)計者去繪制,既費時,又費力,而且也不一定符合標準。Inventor提供的接口程序中包含了簡單特征的生成?？梢杂眠@些接口設(shè)計出產(chǎn)生簡單標準零件特征的函數(shù)。在需要使用零件時,只需找到所要繪制的零件的類型,輸入?yún)?shù),就可以很方便的生成所需要的零件。參數(shù)既可以用系統(tǒng)所提供的標準零件參數(shù),也可以讓用戶自己輸入需要自定義的參數(shù)。生成的零件可以由用戶自定義保存到硬盤中,為以后的調(diào)用做準備。

    零件的調(diào)用及裝配

在主界面進行零件調(diào)用的過程中,系統(tǒng)會給出適當(dāng)?shù)奶崾?以便用戶能夠較快地找到自己所需要的零件。調(diào)用時,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有零件庫中沒有適合的零件時,也可以重新進入零部件生成界面進行零件的臨時生成,并將所生成零件的參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中,以便下次進行調(diào)用。

    數(shù)據(jù)庫

所有已知標準零件的信息,包括其外形尺寸,生產(chǎn)廠家等都被存放在數(shù)據(jù)庫中,供用戶在需要時調(diào)用。對于數(shù)據(jù)庫中不存在的非標準零件可以利用現(xiàn)有零件庫進行一些簡單的改動,并將其數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫中,成為用戶自定義數(shù)據(jù)。保證了數(shù)據(jù)庫的可擴展性。又因為系統(tǒng)僅僅是作為機床設(shè)計的輔助軟件,因此在數(shù)據(jù)庫中將一些大的部件的尺寸也做了一些約束,將其看成是大的零件,單獨存放在數(shù)據(jù)庫的部件外形表中。設(shè)計者如果僅僅想看到所設(shè)計的機床的外形,在調(diào)用數(shù)據(jù)庫的時候,就可以調(diào)用部件外形表中的數(shù)據(jù)。這樣就方便了設(shè)計。

這里面就涉及到數(shù)據(jù)庫的訪問技術(shù)。數(shù)據(jù)庫是存放并管理各種零件的基本數(shù)據(jù)的地方。有了數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)才可以在Inventor內(nèi)部調(diào)用各種數(shù)據(jù)并生成零件。在系統(tǒng)中采用Microsoft SQL ServerTM 2000作為管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的軟件。這是因為它支持大部分Windows操作系統(tǒng),同時,滿足對數(shù)據(jù)庫的任何查詢,修改,刪除等操作功能。

系統(tǒng)的工作流程及實例

系統(tǒng)可以分為兩個流程,一個是零件繪制流程,另一個是裝配流程。這兩個流程相互配合,缺一不可。裝配流程圖如圖1,零件繪制流程圖如圖2。

Autodesk Inventor實現(xiàn)計算機輔助的組合機床三維總圖設(shè)計cfd培訓(xùn)教程圖片1

圖1 裝配流程圖

Autodesk Inventor實現(xiàn)計算機輔助的組合機床三維總圖設(shè)計cfd培訓(xùn)教程圖片2

圖2 零件繪制流程圖

Autodesk Inventor實現(xiàn)計算機輔助的組合機床三維總圖設(shè)計cfd培訓(xùn)教程圖片3

圖3

以生成一臺簡單的機床為例,將系統(tǒng)過程簡單地介紹一下。
工具欄的自動生成

Inventor所提供的VC程序可以生成一個動態(tài)鏈接庫文件并在Inventor內(nèi)部生成工具欄。工具欄示例如圖3。用VC將所需的代碼編譯通過后,就可以生成此代碼。注冊動態(tài)鏈接庫需要自定義一個文件,后綴為.dat。啟動Inventor后,就可以自動生成工具欄。注冊文件內(nèi)容示例如下:

    @echo off //文件開頭

    echo Registering Rubicon’s Application——level Addln Sweep—.Feature //文件體

    regsvr32 Debug\SweepFeature.dll //注冊

    Debug文件夾中的SweepFeature.dll文件

    零部件的選擇與自動導(dǎo)入

進入系統(tǒng)后,在工具欄上選擇裝配健,生成裝配環(huán)境,選擇要設(shè)計的機床類型,下一步就是導(dǎo)入零部件了。由于只是要看一看機床的外形,不涉及到里面的具體構(gòu)造,所以選擇部件裝配,即把機床分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件5類,在數(shù)據(jù)庫中把這五類部件的外形進行分門別類,畫圖時只調(diào)用這些部件的外形尺寸,畫出的部件基本上可以包含外形所需的大部分信息。如圖4為側(cè)底座圖。調(diào)用零件的代碼如下:

    hr: 0ccs-> Add(FileName,Matrix,&pOcc2);

    FileName是零件名稱,pMatrix則是零件所擺放的位置。

    零部件的生成

如果在計算機中還沒有生成零部件文件,就可以調(diào)用零部件繪制系統(tǒng)自動生成所需零部件。由于設(shè)計機床時大部分的零件都是選用標準零件的。這種選擇的好處就是保證了組合機床零部件的通用性。系統(tǒng)將大部分的標準零件的規(guī)格尺寸經(jīng)過整理,存放在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中,形成了多個表格。并進一步將所有標準特征的生成代碼整理出來,如拉伸,倒角等,可以隨時進行調(diào)用。這樣的話,在繪制時就可以對其進行精確定位。如下是貫穿拉伸特征的生成代碼:

    AddByThroughAllExtent

    (Profile, ExtentDirection, Operation,TapefAngle,&_result)