合金刀具CAD/CAM系統(tǒng)中圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

2013-05-10 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線(xiàn)

我廠(chǎng)根據(jù)產(chǎn)品需求趨勢(shì)和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的要求,針對(duì)硬質(zhì)合金刀具中部分典型品種開(kāi)發(fā)了硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具CAD/CAM系統(tǒng)(CCTCADAMS)。本系統(tǒng)采用了自動(dòng)化與交互式設(shè)計(jì)有機(jī)集成的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù),充分利用人機(jī)資源,具備了初步智能化水平,能較好完成刀具的變參數(shù)設(shè)計(jì)和適應(yīng)性設(shè)計(jì),并能利用交互式設(shè)計(jì)方法輔助設(shè)計(jì)人員完成特殊刀具的開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì),利用CAM技術(shù)生成數(shù)控機(jī)床加工指令代碼。在CCTCADAMS系統(tǒng)中,圖形數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)模塊,用于存貯和管理刀具設(shè)計(jì)中必需的及生成的各種參數(shù)和二維、三維圖形,是整個(gè)系統(tǒng)中基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性的子系統(tǒng)。

一、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的類(lèi)型及內(nèi)容

1.函數(shù)庫(kù)
在本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,根據(jù)刀具的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和特殊要求,收集、編制和開(kāi)發(fā)了多種計(jì)算方法,如刀片槽坐標(biāo)的計(jì)算方法、加工螺旋溝槽銑刀的計(jì)算方法等,將這些計(jì)算方法編制成通用的子程序,即形成了函數(shù)庫(kù),在設(shè)計(jì)中可以隨時(shí)調(diào)用,使用非常方便。函數(shù)庫(kù)的內(nèi)容在使用過(guò)程中可以不斷擴(kuò)充和完善。

2.圖形庫(kù)
根據(jù)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式,圖形庫(kù)分為以下二種類(lèi)型:
(1)3D圖形庫(kù)
建立3D圖形庫(kù)的目的一是便于在設(shè)計(jì)中直接調(diào)用;二是便于在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行修改或改型,開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品系列及進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計(jì)。3D圖形庫(kù)中又包括以下幾個(gè)子庫(kù):
①圖形構(gòu)造工具庫(kù) 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,參數(shù)、尺寸繁多,形狀變化大,且局部結(jié)構(gòu)具有典型性,如螺旋溝槽、刀片槽、進(jìn)出水孔等。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法常常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定性設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的合理性和精確度難以把握。在本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中,為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短設(shè)計(jì)周期,開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于IDEAS DESIGN應(yīng)用模塊中Catalog-Feature、Catalog-Section的工具庫(kù),用于存放設(shè)計(jì)過(guò)程中作為構(gòu)造圖形工具的特征和截面。如構(gòu)造內(nèi)外刀片槽、出水孔、螺旋溝槽的特征塊和截面。
②標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù) 在刀具設(shè)計(jì)中,有許多零部件的結(jié)構(gòu)形狀完全相同,只是尺寸規(guī)格不同,如標(biāo)準(zhǔn)柄、螺釘、刀片等。對(duì)這些可系列化的零部件進(jìn)行整理和分類(lèi)后,利用IDEAS軟件中的Catalog功能固化所有的系列件,使用時(shí)可直接點(diǎn)取 Catalog-Part中相應(yīng)的系列件,當(dāng)所需圖形顯示在屏幕上時(shí),可以對(duì)它進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、放大、縮小、改型及各種編輯操作,使用方便靈活。設(shè)計(jì)中可以隨時(shí)調(diào)用。
③非標(biāo)零件庫(kù) 利用IDEAS軟件中的Library存放通過(guò)設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)件改型而得到的非標(biāo)準(zhǔn)件。使用時(shí)可以直接調(diào)用,也可以經(jīng)過(guò)修改后使用。
④刀具成品庫(kù) 將設(shè)計(jì)好的刀具分類(lèi)存放,形成刀具成品庫(kù)。庫(kù)中內(nèi)容可以隨時(shí)檢索、調(diào)用,也可以任意編輯。當(dāng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)基本相同,只是局部稍有變化的刀具時(shí),不需從零部件開(kāi)始設(shè)計(jì),只需直接調(diào)出類(lèi)似成品,做局部修改后即可完成設(shè)計(jì)。
(2)2D圖形庫(kù)
建立2D圖形庫(kù)的目的是為了便于二維圖形的圖面處理和圖紙管理。2D圖形庫(kù)中包括以下子庫(kù):
①工程圖紙圖面處理工具庫(kù) 在刀具CAD中常常要涉及許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等,而通用的CAD軟件不可能完全解決這些問(wèn)題,所以需要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。我們利用IDEASDRAFTING中的Symbol和Program語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成圖形,為用戶(hù)提供符合國(guó)標(biāo)、行標(biāo)和企標(biāo)的標(biāo)注工具,并將自動(dòng)生成的圖形分類(lèi)嵌于DRAFTING環(huán)境的圖標(biāo)中,用戶(hù)通過(guò)點(diǎn)取圖標(biāo)、輸入必要的參數(shù),就可以方便地調(diào)用符合所需標(biāo)準(zhǔn)的圖形。圖形顯示在屏幕上時(shí),可以對(duì)其進(jìn)行各種編輯操作,如圖樣圖幅、圖框、標(biāo)題欄、明細(xì)表的設(shè)置,表面粗糙度、形位公差、尺寸公差的標(biāo)注等。
②2D機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù) 利用IDEASDRAFTING中的Symbol和Program語(yǔ)言編制了機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù),包括刀片、刀座、螺釘、標(biāo)準(zhǔn)柄、外購(gòu)件等。用戶(hù)進(jìn)行刀具二維設(shè)計(jì)時(shí),可直接調(diào)用庫(kù)中的圖形。所有零件圖形分類(lèi)存放,界面采用圖形菜單形式,調(diào)用方便。
③2D圖紙庫(kù) 將設(shè)計(jì)好的圖紙編號(hào)后作為圖紙檔案存貯在特定位置,形成2D圖紙庫(kù),便于隨時(shí)調(diào)用查閱。

3.加工數(shù)據(jù)庫(kù)
加工數(shù)據(jù)庫(kù)由加工刀具和輔助設(shè)備庫(kù)、機(jī)床加工信息庫(kù)兩個(gè)子庫(kù)構(gòu)成。

4.參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)
參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的核心,用于存貯刀具設(shè)計(jì)和系統(tǒng)運(yùn)行所需的全部參數(shù),包括零件參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)等,并能記錄設(shè)計(jì)過(guò)程中生成的數(shù)據(jù)。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,以IDEAS的Relation Data Management為基礎(chǔ),按刀具設(shè)計(jì)的習(xí)慣形式存貯數(shù)據(jù),便于用戶(hù)使用和維護(hù),并可通過(guò)與系統(tǒng)各部分的接口實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的結(jié)構(gòu)形式。

二、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)

圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)分為以下兩大部分。

1.圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的管理接口
為了便于圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的使用和各庫(kù)之間的數(shù)據(jù)傳輸,我們用IDEASMACRO語(yǔ)言編寫(xiě)了一組圖形數(shù)據(jù)庫(kù)管理接口程序,用于協(xié)調(diào)各個(gè)庫(kù)與主體設(shè)計(jì)軟件包、參數(shù)庫(kù)及其它庫(kù)之間的數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系,并完成對(duì)基本庫(kù)的自動(dòng)維護(hù),向用戶(hù)提供操作庫(kù)的功能。用戶(hù)對(duì)部分庫(kù)的操作須通過(guò)接口程序完成,增加了庫(kù)的安全性。

2.圖形數(shù)據(jù)庫(kù)
分別存貯各種圖形數(shù)據(jù)的實(shí)體。

三、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)流向結(jié)構(gòu)

圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)流向結(jié)構(gòu)分為兩部分,用IDEAS語(yǔ)言編程,見(jiàn)下圖。

圖形數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)流向結(jié)構(gòu)圖

1.庫(kù)與軟件設(shè)計(jì)包間的數(shù)據(jù)流向結(jié)構(gòu)
利用以下三個(gè)接口管理庫(kù)與主體程序間的數(shù)據(jù)流向:
①數(shù)據(jù)流出接口管理程序?qū)?kù)的數(shù)據(jù)調(diào)用。
②數(shù)據(jù)流入接口管理程序生成的數(shù)據(jù)對(duì)庫(kù)的存貯。
③用戶(hù)數(shù)據(jù)自動(dòng)維護(hù)管理接口完成用戶(hù)對(duì)庫(kù)的操作管理。

2.參數(shù)庫(kù)與其它庫(kù)間的數(shù)據(jù)流向結(jié)構(gòu)
通過(guò)庫(kù)間數(shù)據(jù)傳輸接口的協(xié)調(diào)管理,可保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的正常傳輸。本系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)流向均為單向傳輸,以增強(qiáng)系統(tǒng)的易維護(hù)性及數(shù)據(jù)的安全性和正確性。

四、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的使用與維護(hù)

圖形數(shù)據(jù)庫(kù)全部設(shè)計(jì)為開(kāi)放式,可以在CCTCADAMS系統(tǒng)中通過(guò)設(shè)計(jì)程序調(diào)用,也可以在手動(dòng)設(shè)計(jì)單個(gè)產(chǎn)品時(shí)使用。使用界面與所處軟件環(huán)境IDEAS DESIGN&127;或IDEAS DRAFTING的界面統(tǒng)一,用戶(hù)能方便地調(diào)用。
對(duì)庫(kù)的操作不僅局限于對(duì)庫(kù)的讀取,還可以對(duì)部分庫(kù)進(jìn)行維護(hù)。庫(kù)的管理由一組接口程序包完成,可提供以下功能:
(1)檢索和讀取庫(kù)的內(nèi)容;
(2)提供對(duì)部分庫(kù)的增、刪、改功能,以便于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和非標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

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