張敬妹 ，周自強(qiáng) ，，吳兆仁

（1.常熟理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500；

2.蘇州市汽車(chē)綠色拆解回收利用智能裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 常熟 215500）

變型設(shè)計(jì)是在基本功能相同或類(lèi)似的基礎(chǔ)上通過(guò)適當(dāng)?shù)淖冃蛠?lái)滿(mǎn)足各種不同的用戶(hù)需求的一種設(shè)計(jì)方法.它是一種比參數(shù)化設(shè)計(jì)更為靈活的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法[1-2]，能夠針對(duì)用戶(hù)的不同功能要求，基于產(chǎn)品配置系統(tǒng)快速生成產(chǎn)品主結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型，進(jìn)而導(dǎo)出其它的相關(guān)數(shù)據(jù).電連接器是工業(yè)上常用的電氣零件.電連接器也可稱(chēng)插頭座，廣泛應(yīng)用于各種電氣線路中，起著連接不同設(shè)備之間電路和信號(hào)的作用.但由于連接器的種類(lèi)繁多，應(yīng)用范圍廣泛，因此，給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了很大的麻煩.雖然有的企業(yè)利用參數(shù)化技術(shù)開(kāi)發(fā)了其中個(gè)別零件的設(shè)計(jì)工具[3]，但是對(duì)于整個(gè)電連接器的的設(shè)計(jì)和制造來(lái)說(shuō)，所起的作用還是非常有限的.本文利用產(chǎn)品族理論的相關(guān)方法，對(duì)電連接器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化分類(lèi)，然后基于Solidorks平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了電連接器的產(chǎn)品配置系統(tǒng).

圖1 電連接器配置系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1 電連接器配置系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

電連接器的產(chǎn)品配置系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示.在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的電連接器的主要構(gòu)件的參數(shù)：接觸件、絕緣體、外殼和附件.由于很多用戶(hù)需要的非標(biāo)產(chǎn)品是在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上生成的，因此，需要從用戶(hù)界面上輸入相關(guān)參數(shù)并保存到用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)中.由于不同的構(gòu)件所組成的電連接器需要屬性數(shù)據(jù)的相互配合，例如插頭和插座的引線數(shù)目必須相同.因此，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了一個(gè)內(nèi)部的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)保存這些數(shù)據(jù).當(dāng)功能參數(shù)從系統(tǒng)的用戶(hù)界面上輸入以后，用一系列規(guī)則對(duì)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，即可判斷不同構(gòu)件之間的屬性是否存在矛盾之處.如果有不匹配的數(shù)據(jù)，則要求重新設(shè)置產(chǎn)品參數(shù).

對(duì)于電連接器的每一種構(gòu)件，系統(tǒng)都根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型分別建立了基本模型，然后保存在特定路徑下.等參數(shù)匹配合格后，系統(tǒng)通過(guò)Solidworks所提供的基于OLE Automation的編程接口API（Application Program?ming Interface，應(yīng)用編程接口）來(lái)調(diào)用相關(guān)的內(nèi)部函數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)Solidworks修改基本模型的參數(shù)，然后按照功能要求組裝成滿(mǎn)足用戶(hù)要求的產(chǎn)品模型.最后可以利用該產(chǎn)品模型生成工程圖文件.

2 電連接器配置系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

首先根據(jù)Solidworks所提供的SDK開(kāi)發(fā)包生成電連接器配置系統(tǒng)的用戶(hù)菜單界面（圖2），然后將菜單功能連接到所對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)上.具體功能的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)采用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言VB6.0來(lái)實(shí)現(xiàn).系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)采用Access2003來(lái)定義和驅(qū)動(dòng).

在建立電連接器配置系統(tǒng)的程序平臺(tái)之前，首先分析和處理電連接器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，然后將這些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入Access中并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表.另外要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的電連接器的主體構(gòu)件進(jìn)行建模，即在Solidworks中建立起三維零件模型.需要強(qiáng)調(diào)的是，此處的零件模型不同于一般的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的零件建模.其草圖中的尺寸和輪廓線必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格約束和建立相互之間的關(guān)系方程.特別是用來(lái)裝配的配合要素的名稱(chēng)和用來(lái)驅(qū)動(dòng)的工程尺寸的名稱(chēng)都要錄入數(shù)據(jù)庫(kù)表中進(jìn)行保存.

對(duì)于模型庫(kù)中的基本零件，在內(nèi)部會(huì)有很多要驅(qū)動(dòng)的尺寸，同時(shí)有些尺寸可能又是保持不變的.所有這些都需要在基本零件建模時(shí)通過(guò)約束和關(guān)系方程來(lái)保證.對(duì)每個(gè)基本零件進(jìn)行控制的尺寸稱(chēng)為主參數(shù).每個(gè)基本零件的主參數(shù)不超過(guò)四個(gè)，其它的所有尺寸或者參數(shù)都要和這幾個(gè)主參數(shù)之間通過(guò)關(guān)系方程進(jìn)行關(guān)聯(lián).同時(shí)那些不變的參數(shù)要通過(guò)固定參數(shù)來(lái)設(shè)置，從而保證其不會(huì)因主參數(shù)的改變而失去控制.當(dāng)上述工作完成后，即可編寫(xiě)配置系統(tǒng)的功能屬性的選擇界面（圖3）并加以調(diào)試.該界面一方面要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)引擎和Access連接，另一方面要通過(guò)OLE Automation接口和Solidworks進(jìn)行連接.當(dāng)設(shè)計(jì)人員在功能屬性的選擇界面上輸入電連接器的主參數(shù)和屬性參數(shù)（連接形式、引線接頭類(lèi)型）后，相關(guān)數(shù)據(jù)首先保存到用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)的預(yù)處理模塊分別傳遞到屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的不同數(shù)據(jù)表中.若參數(shù)匹配通過(guò)，則調(diào)用Solidworks進(jìn)行產(chǎn)品的配置過(guò)程.首先將獲得的主參數(shù)傳遞給構(gòu)件的基本模型，對(duì)基本模型重新建模并保存在用戶(hù)路徑下，然后對(duì)基本模型進(jìn)行裝配建模，最后得到的電連接器三維模型如圖2所示.

圖2 電連接器配置系統(tǒng)的用戶(hù)界面

圖3 電連接器功能屬性的選擇界面

當(dāng)電連接器的三維模型生成之后，其物料清單BOM（Bill of Material）數(shù)據(jù)可以自動(dòng)生成并進(jìn)行導(dǎo)出（圖4所示）.該數(shù)據(jù)是企業(yè)ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)源，可以為企業(yè)的管理系統(tǒng)提供可靠的分析依據(jù).

3 結(jié)束語(yǔ)

基于產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)理論所設(shè)計(jì)的電連接器配置系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需求，快速生成電連接器的參數(shù)化模型以及產(chǎn)品數(shù)據(jù).在目前快速變化的市場(chǎng)環(huán)境中能夠提高企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)需求的能力，并通過(guò)提高企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造能力來(lái)提升其競(jìng)爭(zhēng)力.本文所研究的電連接器配置系統(tǒng)可以為同類(lèi)產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)提供可行的思路和經(jīng)驗(yàn).

圖4 電連接器BOM數(shù)據(jù)的導(dǎo)出界面

[1]周自強(qiáng)，黃景飛，李木軍，等.基于特征語(yǔ)言的產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)描述方法研究[J].現(xiàn)代制造工程，2011（2）：61-64.

[2]周自強(qiáng)，李曉光，沈連婠.基于特征語(yǔ)言的遠(yuǎn)程協(xié)同實(shí)體建模研究[J].現(xiàn)代制造工程，2003（2）：24-26.

[3]鄒偉，廖宏誼，等.基于UG的電連接器絕緣體參數(shù)化設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械.2009（4）：33-34.