Autodesk Inventor實現計算機輔助的組合機床三維總圖設計

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

現在有了功能強大的三維CAD 軟件,有條件還設計過程的本來面目。設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
機械設計的傳統模式是設計人員首先對設計對象,有一個三維的整體布局。實際工作中,還是根據三維構思,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。經過這樣迂回曲折得到的圖紙,還有可能不能實現原來的設計意圖。有沒有可能繪制精確的三維總圖,根據這個總圖來繪制零件圖?

現在有了功能強大的三維CAD 軟件,有條件還設計過程的本來面目。設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。

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

    系統的設計思想

正是基于上述想法,提出了利用三維軟件Autodesk lnventor作為組合機床的設計載體,利用Ⅵsualc++6.0(Vc++60)驅動Autodesk Inventor并進行零件的參數化設計,利用數據庫存儲大量的數據以便于調用這樣一種方法,并對其進行的初步的研究與應用。Autodesk Inventor是Autodesk公司推出的面向機械設計的三維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。而且Inventor提供了利用VC++6.0開發的接I=I,可以直接在inventor內部生成工具欄,所有的命令通過在工具欄中的按鈕與動態鏈接庫中的函數相聯系,并且調用數據庫,進行零部件的繪制,從而實現了與Inventor的無縫鏈接。在進行裝配的過程中,系統經過判斷自動給出相關的零部件的選擇,免去了設計人員的復雜的查詢過程。

    系統的組成

系統主要由三部分組成,零部件的生成,零部件的調用及裝配,數據庫。這三部分相互關聯,又彼此獨立。

    零件的生成

在設計過程中,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。可以用這些接口設計出產生簡單標準零件特征的函數。在需要使用零件時,只需找到所要繪制的零件的類型,輸入參數,就可以很方便的生成所需要的零件。參數既可以用系統所提供的標準零件參數,也可以讓用戶自己輸入需要自定義的參數。生成的零件可以由用戶自定義保存到硬盤中,為以后的調用做準備。

    零件的調用及裝配

在主界面進行零件調用的過程中,系統會給出適當的提示,以便用戶能夠較快地找到自己所需要的零件。調用時,發現現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保存到數據庫中,以便下次進行調用。

    數據庫

所有已知標準零件的信息,包括其外形尺寸,生產廠家等都被存放在數據庫中,供用戶在需要時調用。對于數據庫中不存在的非標準零件可以利用現有零件庫進行一些簡單的改動,并將其數據存放至數據庫中,成為用戶自定義數據。保證了數據庫的可擴展性。又因為系統僅僅是作為機床設計的輔助軟件,因此在數據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,單獨存放在數據庫的部件外形表中。設計者如果僅僅想看到所設計的機床的外形,在調用數據庫的時候,就可以調用部件外形表中的數據。這樣就方便了設計。

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

系統的工作流程及實例

系統可以分為兩個流程,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實現計算機輔助的組合機床三維總圖設計cfd培訓教程圖片1

圖1 裝配流程圖

Autodesk Inventor實現計算機輔助的組合機床三維總圖設計cfd培訓教程圖片2

圖2 零件繪制流程圖

Autodesk Inventor實現計算機輔助的組合機床三維總圖設計cfd培訓教程圖片3

圖3

以生成一臺簡單的機床為例,將系統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鏈接庫文件并在Inventor內部生成工具欄。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入

進入系統后,在工具欄上選擇裝配健,生成裝配環境,選擇要設計的機床類型,下一步就是導入零部件了。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,在數據庫中把這五類部件的外形進行分門別類,畫圖時只調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為側底座圖。調用零件的代碼如下:

    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,就可以調用零部件繪制系統自動生成所需零部件。由于設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。系統將大部分的標準零件的規格尺寸經過整理,存放在數據庫當中,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)