機(jī)械設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)模式是設(shè)計(jì)人員首先對設(shè)計(jì)對象，有一個(gè)三維的整體布局。實(shí)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(shí)現(xiàn)原來的設(shè)計(jì)意圖。有沒有可能繪制精確的三維總圖，根據(jù)這個(gè)總圖來繪制零件圖?

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

　　本文以組合機(jī)床設(shè)計(jì)為例，利用Autodesk Inventor開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助的三維機(jī)械總裝圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)，詳述各個(gè)部分的功能。據(jù)目前中文文獻(xiàn)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(jì)思想，系統(tǒng)組成，工作流程，韌組合機(jī)床三維總圖計(jì)算機(jī)輔助沒計(jì)。

　　1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)床的設(shè)計(jì)載體，利用Ⅵsualc++6.0(Vc++60)驅(qū)動(dòng)Autodesk Inventor并進(jìn)行零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，利用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)以便于調(diào)用這樣一種方法，并對其進(jìn)行的初步的研究與應(yīng)用。Autodesk Inventor是Autodesk公司推出的面向機(jī)械設(shè)計(jì)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(diǎn)，三維運(yùn)算速度相對比較快，被廣泛用于各個(gè)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(dòng)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(jìn)行零部件的繪制，從而實(shí)現(xiàn)了與Inventor的無縫鏈接。在進(jìn)行裝配的過程中，系統(tǒng)經(jīng)過判斷自動(dòng)給出相關(guān)的零部件的選擇，免去了設(shè)計(jì)人員的復(fù)雜的查詢過程。

　　2 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(dú)立。

　　2.1 零件的生成

　　在設(shè)計(jì)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(jì)者去繪制，既費(fèi)時(shí)，又費(fèi)力，而且也不一定符合標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)計(jì)出產(chǎn)生簡單標(biāo)準(zhǔn)零件特征的函數(shù)。在需要使用零件時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)備。

　　2.2 零件的調(diào)用及裝配

　　在主界面進(jìn)行零件調(diào)用的過程中，系統(tǒng)會(huì)給出適當(dāng)?shù)奶崾荆员阌脩裟軌蜉^快地找到自己所需要的零件。調(diào)用時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有零件庫中沒有適合的零件時(shí)，也可以重新進(jìn)入零部件生成界面進(jìn)行零件的臨時(shí)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(jìn)行調(diào)用。

　　2.3 數(shù)據(jù)庫

　　所有已知標(biāo)準(zhǔn)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(shí)調(diào)用。對于數(shù)據(jù)庫中不存在的非標(biāo)準(zhǔn)零件可以利用現(xiàn)有零件庫進(jìn)行一些簡單的改動(dòng)，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(kuò)展性。又因?yàn)橄到y(tǒng)僅僅是作為機(jī)床設(shè)計(jì)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(dú)存放在數(shù)據(jù)庫的部件外形表中。設(shè)計(jì)者如果僅僅想看到所設(shè)計(jì)的機(jī)床的外形，在調(diào)用數(shù)據(jù)庫的時(shí)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(jì)。

　　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?yàn)樗С执蟛糠諻indows操作系統(tǒng)，同時(shí)，滿足對數(shù)據(jù)庫的任何查詢，修改，刪除等操作功能。

　　3 系統(tǒng)的工作流程及實(shí)例

　　系統(tǒng)可以分為兩個(gè)流程，一個(gè)是零件繪制流程，另一個(gè)是裝配流程。這兩個(gè)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。

圖1 裝配流程圖

圖2 零件繪制流程圖

圖3

　　以生成一臺(tái)簡單的機(jī)床為例，將系統(tǒng)過程簡單地介紹一下。

　　3.1 工具欄的自動(dòng)生成

　　Inventor所提供的VC程序可以生成一個(gè)動(dòng)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(dòng)態(tài)鏈接庫需要自定義一個(gè)文件，后綴為.dat。啟動(dòng)Inventor后，就可以自動(dòng)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 DebugSweepFeature.dll //注冊

　　Debug文件夾中的SweepFeature.dll文件

　　3.2 零部件的選擇與自動(dòng)導(dǎo)入

　　進(jìn)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(jì)的機(jī)床類型，下一步就是導(dǎo)入零部件了。由于只是要看一看機(jī)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(jī)床分為動(dòng)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(jìn)行分門別類，畫圖時(shí)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。

　　3.3 零部件的生成

　　如果在計(jì)算機(jī)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(dòng)生成所需零部件。由于設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)大部分的零件都是選用標(biāo)準(zhǔn)零件的。這種選擇的好處就是保證了組合機(jī)床零部件的通用性。系統(tǒng)將大部分的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)表格。并進(jìn)一步將所有標(biāo)準(zhǔn)特征的生成代碼整理出來，如拉伸，倒角等，可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)用。這樣的話，在繪制時(shí)就可以對其進(jìn)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)

圖4 機(jī)床零件示意圖

　　3.4 裝配件的生成

　　導(dǎo)入零部件后，在裝配環(huán)境中就可以手動(dòng)進(jìn)行零部件的裝配。在裝配過程中，可以看出所設(shè)計(jì)的機(jī)床的外形的大體輪廓。如果不滿意，也可以進(jìn)行一些修改。示例圖如圖5。

圖5

　　三維機(jī)械總裝圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)作為一個(gè)輔助工具可以給設(shè)計(jì)人員提供一些幫助，還不能完全替代設(shè)計(jì)人員自身的勞動(dòng)。