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基于SolidWorks的堆垛机参数化设计系统的开发

时间:2010-06-02 来源:网络
  0引言
   
    随着先进制造技术的发展,GAD技术已开始由二维向三维转移.以外购的CAD软件为平台进行二次开发,建立起适用于企业自身特点的应用软件系统,具有迫切的现实意义.在制造业的物流、信息流和能量流中,物流对于企业的敏捷生产,协同管理起着举足轻重的作用堆垛机是物流仓储的主要设备,其系列定型产品占有相当比例,系列中的大多数零件或部件具有相似的外形轮廓特征,具备了参数化设计的前提条件.SolidWorks是基于Windows平台的优秀三维设计软件,以其参数化和特征造型技术著称以SolidWorks为平台开发出堆垛机的参数化设计系统可显著提高设计效率,有利于缓解资源与任务间的矛盾,可快速响应个性化的市场要求,对加强企业竞争力具有很强的现实意义.此外参数化设计大量运用现代化的设计手段,有利于实现CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM软件的集成,可积极地推动企业的信息化建设。
   
    1堆垛机模块化、参数化的设计思想

   
    参数化设计是规格化、系列化产品设计的一种简单、高效、优质的设计方法.它一般是指零件或部件的形状比较定型,用一组参数和几何约束该模型的结构尺寸与拓扑关系;参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系,当赋予不同的参数序列值时,就可驱动典型模型,达到满足设计要求的零件模型.
   
    堆垛机的参数化设计是基于机械结构模块的参数化设计,它以机械结构模块为设计的基本单元.机械结构模块是指具有尺寸互换性的机械结构部件,其安装连接部分的几何参数满足某种规定的要求,并能保证通用互换或兼容.模块化产品的构成模式等于通用模块(不变部分)加专用模块(变动部分声).堆垛机的参数化设计着重解决模块中的变动部分.
   
    在模块的设计过程中,首先确定各模块的性能参数,几何尺寸系列,基本结构布局与各模块之间的结合形式.这些参数将作为模块的主驱动参数,让次要参数依赖于主驱动参数,利用方程式设计成某种比例关系或几何约束关系模块间的接口数据有定义说明,以作为设计计算模块的数据接口和样机模型的输入接口,图1为双立柱式堆垛机的3D模型,依据堆垛机的设计和功能要求,将堆垛机划分为标准件及通用件、货叉装置、从动轮组、主动轮组、导轮组、滑轮组、卷筒、天轮组、载货台、松绳过载、断绳保护、缓冲器共12个模块.
   


    2模型的建立与参数化
   
    以WJ52型双立柱式堆垛机为例,建立各模块的参数化3D模型在完成本步骤时应注意以下几点:
   
    1)在模型建立之前应先对零件的特征进行规划,先建立最重要的基本特征,依次类推,最后建立辅助特征.对于一些装饰性的特征,如:倒角、圆角,对零件的整体形状影响较小,但非常容易造成参数化驱动失败,因而最好放到最后生成。
   
    2)标准件及通用件按零件设计手册中的公称尺寸参数构建模型,有固定关系的尺寸参数应在模型中建立方程式利用数据库Access为每一种标准件建立数据库,如:螺栓、垫圈、螺钉、键等标准件和通用件的数据库,每个数据库由相应标准件的国标参数表和与其公称参数对应的长度系列表组成,以作为应用程序的数据源层.
   
    3)零件的属性(名称、图号、材料、重量)应在模型中建立,便于装配体自动提取生成BOM (Bill of Materials)材料明细表.
   
    4)视零件的不同特征及不同的设计要求采取不同的驱动方式.图2所示滑轮的绳槽部分,因其参数由起重行业规范规定,故采用系列零件设计表来驱动,通过生成不同的配置来实现模型的改变,因其内孔径、宽度与轴承的配合有关,故在装配体中建立方程式与几何关系约束,通过尺寸驱动来实现.
   
    5)在零件草图或装配中建立几何约束关系和尺寸方程式以确定模块之间以及零部件之间的连接、配合、位置关系,
   
    6)对模块的数据接口进行定义说明,