先进的开发方法的计算机辅助夹具设计的标准Fixel库

Guohua Qin, Haoyu Zhu, Haichao Ye, Meidan Zhou

航空制造工程学院,南昌香港大学 南昌航空航天大学航空制造工程学院 丰禾南大道696号南昌,江西,中国

摘要

为了高效率地设计夹具，有必要建立用于计算机辅助夹具设计系统的标准夹具库。首先采用基于SQL Server的开发技术管理参数化的fixel模型。然后，为了构造一个fixel模型，采用MFC在Unigraph环境中进行二次开发。因此，任意标准夹具装置设计可以根据参数化的固定模型设计尺寸驱动。建立的标准夹具库可以在很大程度上减少标准夹具设计中的微小和重复的任务，能很大程度上提高了设计效率。

关键词：Fixel模型，fixel库，计算机辅助夹具设计（CAFD），次要开发，尺寸驱动。

介绍

目前随着现代社会制造业的快速发展，使夹具设计的需求越来越多，因此标准定位件的数量也在逐渐增加。这主要是因为标准的固定架可以为产品的设计、制造和装配提供很大的方便。在夹具设计中，设计师将尝试选择标准的固定架。只有当标准不满足设计要求时，才可以将新的非标准固定件视为设计和制造。然而，在绘制图形时，标准定位点经常在CAD图形或平面中的不同位置，因此画一个标准的固定夹具件是非常繁重的。除此以外，为了设计的准确性，设计数据必须是经过反复查阅手册的，这是一项非常耗费时间的工作。因此，高效得使用标准固定夹具件已经成为极大提高效率和降低企业的成本唯一道路^[1]。

因此，完全有必要通过二次开发建立有标准库功能的CAD软件，用来保证标准固定夹具的绘图精度和提高设计效率和质量。

fixel库的开发

在计算机辅助组合夹具设计系统中如何将构成夹具的组件和元件存入数据库,以及如何将满足要求的组件和元件从数据库中检索出来是实现该系统的关键环节。夹具由数个组件组成,而每个组件由一个或多个元件按照一定的装配关系组合在一起,每一个夹具元件包括若干功能表面,即定位、夹紧或支承表面等。根据组合夹具的层次清晰、元件数目有限且每个元件结构相对比较简单等特点,使用编码技术是解决这一问题的有效途径。计算机辅助夹具设计系统通常是在CAD软件内部的系统^[2]。 它是一个具有夹具装配和绘图能力的子程序。因此，在CAD软件的内部执行标准固定库的建立，在这里，将采用Unigraph软件来执行。

用户菜单的设计

UG / Open MenScript是Unigraph软件提供的用户自定义菜单的特殊模块^[3]。 它的语法很简单。UG/打开MenScriptis包括指令块，主菜单块和下拉菜单块。Unigraph菜单可由UG/开启MenScript定做，如添加，重组，剪切或在Unigraph整合用户开发的软件的功能。 自定义菜单的脚本文件的扩展名是men。 它存储在文件夹startup ^[4]中。 因此，当Unigraph正在运行时，应用程序可以自动加载，，如图1所示。

要实现下拉菜单与对话框的连接，可能需要UG / Open API中的UF_MB_add_actions函数。 它可以用于将脚本文件中的FIXTURE_MODEL_ACTION注册到菜单命令表中。

参数化fixel模型

参数设计的意义是，微调可以潜水部分。它可以使CAD做交互式绘图以及自动绘图。尺寸a

参数设计模型用对应关系表示，而不是确定性值。参数化的fixel模型可以根据以下三个在Unigraph中建立步骤。

步骤1：制定约束表达式。

确定fixel模型的几何信息至关重要。 如图所示。 如图3所示，类型A固定V块的几何信息包括尺寸N，D，B，H，L，l，l1，A，A1，d，d1，d2，h，b和r。 显然，固定件的几何信息可以在手工绘图中正常表示。 Unigraph软件可以快速生成3D绘图。 但是，它不像手动绘制在几何信息的标签中正常。 Unigraph将fixel的几何信息分为两部分。 几何信息的一部分在草图的约束中标记，如图2所示，并且可以在建模中产生几何信息的另一部分。。

图 2 A型固定V型块（JB / T 8018.2-1999）

图3中的尺寸L。图2（b）对应于草图中的约束P13，而尺寸B重合

与约束P1，如图3所示。

在Unigraph中，草图的这些约束是可见的。 在建模中生成的约束不能直接看到。 但是，无论约束的哪一部分都可以找到约束表达式中的对应值，如图4所示。 因此，如果草图中的约束从约束表达式中移除，则在建模中生成的约束可以保持。 当从几何信息中可以找到相应的值时，可以获得模型上的表达式的完全约束。

步骤 2：存储模型及其大小。每个fixel由多个大小决定。因此，标准fixel库中的大量数据必须存储。为了这些数据的安全性和使用方便，它们可以以形式存储在SQL Server数据库中。具有.prt格式文件的Unigraph模型必须转换为二进制数据，以便可以构建表单。 Unigraph模型对应于几何信息形式。一条几何信息对应于一列数据。因此，模型的每个类型都可以定期存储在数据库中。

步骤3：写入每个模型的驱动程序、驱动参数的评估和提取由表达式执行。 函数UF_MODL_edit_exp用于计算Unigraph中的约束表达式。约束表达式中的评估参数由SQL Sever数据库提供。 可以编写循环算法以从SQL Server数据库中搜索驱动器参数。 顺序地，可以通过改变搜索的参数来评估约束表达式。 因此，可以驱动所有尺寸的固定件。 参数驱动的结果如图5所示.

参数驱动的结果为了驱动fixel模型的参数，在VC中使用UG / Open API是至关重要的。具体步骤有下面2步：

步骤一：在VC中整合头文件的路径和UG接口函数的导入库文件。运行VC后，可以根据“ToolsOptionsInclude files”和“ ToolOptionsLibrary文件“。然后，文件夹UGOPEN必须在VC中添加，以便Unigraph可以与VC.

步骤二：找到与使用的API函数对应的头文件。然后，将该库文件导入到头文件中.ADO是更成熟的组合之一。 ADO库是一组COM动态库。因此，OLE / COM库环境必须在应用程序调用ADO之前进行初始化。在MFC应用程序中，OLE / COM库环境的启动可以通过CoInitialize函数来完成.

总结

目前现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右夹具，夹具设计和制造已经变得更加自动化和智能化， 标准固定库的应用可为夹具设计人员闷提供极大的方便。 首先，固定模型必须由Unigraph的3D实体建模函数生成的。 然后，fixel模型的所有参数都存储在SQL Server数据库中的。这项工作可为计算机辅助夹具设计系统的发展奠定了非常坚实的基础。

确认

这项工作得到了中国国家自然科学基金（拨款号51165039），中国航空科学基金（拨款号2010ZE56014），江西省自然科学基金（拨款号：2009GZC0104），科技重点项目 江西省技术支持计划（批准号：2010BGB00300）。

参考文献

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Advanced Design Technology, ICAMMP 2011

10.4028/www.scientific.net/AMR.421

Advanced Development Method of the Standard Fixel Library for Computer Aided Fixture Design

10.4028/www.scientific.net/AMR.421.373

DOI References

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http://dx.doi.org/10.1007/s001700170004

典型结构零件库设计和机床夹具研究

张小芬，曹燕，西安理工大学机电工程学院，西安，陕西，中国 2014

关键词：成组技术，分类，零件库，抽象知识描述

摘要

在成组技术中，标准件设计采用家族组件技术，非标准件设计采用参数驱动技术，把组装知识描述和相关驱动技术结合起来，因此就形成由参数驱动组装零件典型结构零件库。对于机器中典型的结构零件库的设计，首先设计了多分类和关键词索引进行管理; 然后通过关键字在映射目录中管理几个格式文件，并且基于设计信息的分析构成通过这些文件的内容描述生成元数据; 最后使用库的过程是为自顶向下的功能设计而设计的。典型结构零件库可以最大限度地重复利用重复夹具设计的知识和部件，大大提高设计效率。

介绍

制造业正在进入数字设计、分析和制造的时代，先进的三维设计与制造模式正在迅速扩大，促进数字设计技术是典型的现代设计。 根据理论设计方法，产品设计过程分为四个阶段：设计与规划，程序设计，技术设计与施工设计。数字产品设计方法的第一步是设计部分零件结构，然后构成零部件组装产品。 标准零件库技术在工厂中被广泛应用着，用来提高产品设计效率。通过重复使用零件几何知识以提高设计效率，并且在夹具和夹具行业中重复使用零件方面取得了显着的成果。由于典型结构元件库的原因，设计技术的效率进一步提高了而且大幅度保证设计质量。

零件库设计技术

1成组技术

成组技术（GT成组技术）是一门生产技术的科学，一直广泛的被应用于制造业的许多领域行业，其研究如何识别和探索生产活动中相关事务的相似性，其充分利用这种相似性使相似的问题分组，寻求解决这一群体的最优解决方案是相对的快速的，用这种方法方便达到预期的经济效益^[1]。成组技术的核心是成组工艺，它是把结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大了批量、减少了品种、便于采用高效方法、提高了劳动生产率。零件的相似性是广义的，在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。通常在产品结构设计，结构汇集时可以形成典型结构，如夹具和夹具设计等方面具有类似的功能，销对准功能分为NRK拉出，偏心摇杆齿条和小齿轮的典型结构 类型等，这些典型的结构功能都是可行的生产验证，适用于不同的生产要求场景。

2标准件设计技术

标准件的参数通常是有严格的标准，不能轻易改变参数值^[2]。 根据标准部件的参数特性分为主控制参数，装有三种类型的参数，常数。设计标准组件的重用库分为三个步骤。步骤1：创建标准三维参数尺度驱动模型。创建一个三维模型，我们应尽量使用特征建模和标准零件表达式的参数可自定义命名和编辑。步骤2：创建与外部相关联的标准零件模型电子表格输入参数系列规格。步骤3：导入非几何文件，设置main参数并自动匹配参数以创建Excel文件。

3非标准参数设计方法

与标准件相比，非标普通特性参数比较复杂，没有主要参数驱动整个模型。非标零件设计，

设计者设置特征参数的各种值之间的联系特征参数通常基于经验。小小的改变一下，下一个非标准零件就需要重新建模。 如何避免重复建模工作和利用

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