孫炎+仲梁維+劉營(yíng)營(yíng)

摘要：傳統(tǒng)的剪板機(jī)設(shè)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無法適應(yīng)現(xiàn)代快速變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。以剪板機(jī)為例，結(jié)合傳統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了基于Pro/E二次開發(fā)的剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)以VB.NET為開發(fā)平臺(tái)，Pro/E軟件為開發(fā)對(duì)象，Microsoft Office Access為開發(fā)數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合VB API函數(shù)實(shí)現(xiàn)了剪板機(jī)的快速設(shè)計(jì)與開發(fā)。經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證，該系統(tǒng)的使用可以極大地減少企業(yè)開發(fā)時(shí)間，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。

關(guān)鍵詞：剪板機(jī)；二次開發(fā)；快速設(shè)計(jì)；參數(shù)化建模；VB.NET

中圖分類號(hào)：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16727800（2017）004013903

0引言

剪板機(jī)是一種用于切斷板材、型材或切割類似紙質(zhì)材料的典型機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器、儀器儀表、鍋爐壓力容器等輕工行業(yè)。近年來，由于中、小企業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)于剪板機(jī)的需求大增，品種規(guī)格也隨著用戶的要求各異而日漸增多。但大部分不同規(guī)格的剪板機(jī)設(shè)計(jì)都以同類機(jī)型為參照，只對(duì)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了少量修改，因而設(shè)計(jì)中大部分都具有重復(fù)性，很少有全新設(shè)計(jì)。為提高生產(chǎn)效率和設(shè)計(jì)水平，進(jìn)行快速設(shè)計(jì)十分必要[1]。 快速設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)快速變化的市場(chǎng)，將二次開發(fā)技術(shù)運(yùn)用到剪板機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，以最大程度縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，減少設(shè)計(jì)者的重復(fù)勞動(dòng)，提升企業(yè)的生產(chǎn)力和競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)適應(yīng)快速變化的現(xiàn)代市場(chǎng)。本文提出利用 VB.NET對(duì) Pro/E進(jìn)行二次開發(fā)的方法，通過建立參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，進(jìn)而快速生成設(shè)計(jì)圖紙，成功實(shí)現(xiàn)了剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1.1快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

該剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包含3部分，即基于Pro/E的剪板機(jī)參數(shù)化基礎(chǔ)模型、可視化用戶系統(tǒng)以及相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)庫[2]。剪板機(jī)參數(shù)化基礎(chǔ)模型的建立在Pro/E中完成，建模過程中需要添加參數(shù)作為驅(qū)動(dòng)模型的基礎(chǔ)，然后定義各特征之間的關(guān)系用于聯(lián)系參數(shù)，最終在裝配體的建模過程中，需要保證各組件之間的完全約束。參數(shù)化模型的建立與最終的產(chǎn)品完成度緊密相關(guān)，該部分是整個(gè)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)過程中最基礎(chǔ)的一部分?？梢暬脩粝到y(tǒng)包含前端用戶界面與后端程序，該部分連接模型與數(shù)據(jù)庫，同時(shí)也是人機(jī)交互的重要組成部分，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)包含在數(shù)據(jù)庫中，本系統(tǒng)使用Microsoft Office Access作為后端數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫包含設(shè)計(jì)參數(shù)庫與歷史資料庫，剪板機(jī)設(shè)計(jì)過程中需要用到關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息以及相關(guān)設(shè)計(jì)知識(shí)，將這些資料合理有序地存儲(chǔ)起來以更好地為設(shè)計(jì)者服務(wù)。以剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)為例，設(shè)計(jì)參數(shù)庫包括剪板機(jī)前托料架長(zhǎng)度、刀架位置等信息，歷史資料庫包括設(shè)計(jì)者、設(shè)計(jì)意圖、產(chǎn)品編號(hào)等信息。剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

1.2快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程

依據(jù)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架，基于Pro/E二次開發(fā)的剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程分為3個(gè)步驟[3]：首先用戶根據(jù)設(shè)計(jì)要求由可視化界面中輸入相應(yīng)參數(shù)，然后程序自動(dòng)匹配參數(shù)數(shù)據(jù)庫檢測(cè)相似性，若匹配到重復(fù)設(shè)計(jì)，則彈出提示“是否打開歷史設(shè)計(jì)模型”。當(dāng)需要打開歷史模型時(shí)，系統(tǒng)會(huì)從數(shù)據(jù)庫中自動(dòng)調(diào)取三維模型圖與二維工程圖，從而避免重復(fù)設(shè)計(jì)，提高模型利用率；若無重復(fù)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)Pro/E生成新的產(chǎn)品模型圖與工程圖。在用戶得到新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，經(jīng)過核對(duì)可根據(jù)需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或參數(shù)修改，直到完成最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的具體工作流程如圖2所示。

2剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1參數(shù)模型建立

基于Pro/E的二次開發(fā)需要通過程序驅(qū)動(dòng)模型自動(dòng)完成新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，因此在前期三維基礎(chǔ)模型建立過程中，幾何關(guān)系定義尤為重要。在三維參數(shù)化建模過程中，可以將部分無法通過幾何約束表達(dá)的經(jīng)驗(yàn)公式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則推導(dǎo)出數(shù)學(xué)關(guān)系，然后通過Pro/E軟件中的關(guān)系定義，將某些尺寸的變動(dòng)同基礎(chǔ)尺寸關(guān)聯(lián)起來，最終由VB.NET程序驅(qū)動(dòng)某一基本參數(shù)自動(dòng)改變關(guān)聯(lián)參數(shù)，完成復(fù)雜的建模過程[4]。在完成關(guān)系定義后，復(fù)雜三維模型的生成與修改則會(huì)變得簡(jiǎn)單快捷，這種由一種參數(shù)控制多種參數(shù)變動(dòng)的方法在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵?；赑ro/E二次開發(fā)的剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中機(jī)架部分關(guān)系與參數(shù)定義如圖3所示。

2.2快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)前期搭建

在基于Pro/E二次開發(fā)的快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，采用Microsoft Visual Studio 2008作為開發(fā)平臺(tái)，VB.NET作為開發(fā)語言，Pro/E WildFire 5.0 作為開發(fā)對(duì)象，Microsoft Office Access作為開發(fā)數(shù)據(jù)庫。該平臺(tái)可以運(yùn)行于Windows7/8 系統(tǒng)平臺(tái)中?？焖僭O(shè)計(jì)系統(tǒng)中Pro/E與VB.NET分屬不同平臺(tái)，因此首先需要連接兩大平臺(tái)。連接過程需要3個(gè)步驟：首先完成系統(tǒng)環(huán)境變量的設(shè)置，在Windows系統(tǒng)下，新建變量名為pro_comm_msg_exe，變量值指向pro_comm_msg_exe文件所在的完整路徑，該文件全路徑為：

[Proe_loadpoint]＼＼＼CommonFiles＼

其中Proe_loadpoint為Proe安裝路徑，Systemtype為Windows系統(tǒng)類型。當(dāng)使用32位Windows系統(tǒng)時(shí)，Systemtype為i486_nt，否則為x86_win64。以64位Windows7系統(tǒng)為例，環(huán)境變量設(shè)置如圖4所示。

然后進(jìn)行COM組件的注冊(cè)，利用Pro/E提供的COM組件注冊(cè)文件vb_api_register.bat，該文件路徑為[5-6]：

[Proe_loadpoint]＼＼bin＼＼vb_api_register.bat

最后在VB.NET中添加Proe VB API Type Library組件的引用，當(dāng)添加這一COM組件后，只需要在程序中Import pfcls命名空間即可正常調(diào)用VB API函數(shù)。

2.3程序控制模型與數(shù)據(jù)庫連接

2.3.1程序控制模型 在VB.NET程序中，通過程序驅(qū)動(dòng)模型的改變，在模型的處理過程中根據(jù)不同特征需要使用不同的處理類，每一個(gè)大類根據(jù)驅(qū)動(dòng)參數(shù)的不同控制不同零件的變動(dòng)或者裝配體的變化[7]。以上功能的主要代碼如下：（1）激活與驅(qū)動(dòng)模型。

//激活窗口 Dim window1 As pfcls.IpfcWindow //定義變量 Dim session As pfcls.IpfcSession Dim Casync As New pfcls.CCpfcAsyncConnection AsyncConnection=Casync.Connect（DBNull.Value，DBNull.Value.DBNull.Value， DBNull.Value） Session = asyncConnection.Session Window1 = session.CurrentWindow //連接當(dāng)前窗口 Window1.Activate（） //窗口激活 Window1.Repaint（） //窗口重建 //前托料架驅(qū)動(dòng)參數(shù) 2 500KFY Model=asyncConnection.Session.getmodel（"2500KFY.asm"，EpfcModelType.EpfcMDL_ASSEMBLY） //獲取模型 Params = CType（model， IpfcParameterOwner）.ListParams（） //得到模型參數(shù) For i7 = 0 To params.Count - 1 //循環(huán)修改參數(shù) Param = params.Item（i7） Paramunit = param.Units Select Case param.Name …… End Select〖HT〗（2）保存、重建模型。

RegInstr = （New CCpfcRegenInstructions）.Create（True， True， Nothing） Model = asyncConnection.Session.CurrentModel Solid = CType（model， IpfcAssembly） Solid.Regenerate（regInstr） AsyncConnection.Session.GetModelWindow（solid）.Repaint（） Model.Save（）

2.3.2數(shù)據(jù)庫連接 通過VB.NET對(duì)Microsoft Office Access數(shù)據(jù)庫的連接是通過與ADO（Active Date Object，即ActiveX數(shù)據(jù)對(duì)象）、OLE-DB（Object Linking and Embedding-Datebase，即Active數(shù)據(jù)對(duì)象）技術(shù)相結(jié)合，它包含了外部程序?qū)?shù)據(jù)庫執(zhí)行訪問、查詢、更新等操作的類庫[8]。該功能的主要功能代碼如下：

//連接數(shù)據(jù)庫 Dim connstr As String="Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0；Data Sourc；DataSource=CASC.accdb " Dim conn As New OleDbConnection （connstr） Conn.Open（） Dim mycom As New OleDbCommand Dim AccStr As String = "SELECT * FROM *" Mycom = New OleDbCommand （AccStr，conn） cmd.ExecuteNcmd.ExecuteNonQuery （）//執(zhí)行操作 conn.Close （）//關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接

3應(yīng)用實(shí)例

剪板機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面主要由環(huán)境配置、工作參數(shù)等構(gòu)成。環(huán)境配置可以設(shè)置企業(yè)的個(gè)性化要求，如產(chǎn)品型號(hào)、設(shè)計(jì)人員等信息；剪板機(jī)作為大型復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，結(jié)〖LL〗構(gòu)參數(shù)數(shù)量很多，工作參數(shù)設(shè)計(jì)界面僅顯示關(guān)鍵參數(shù)內(nèi)容，其它參數(shù)由關(guān)鍵參數(shù)根據(jù)關(guān)系定義自動(dòng)變化，在對(duì)需要修改的關(guān)鍵參數(shù)確認(rèn)后，快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)各模塊完成零件、裝配體的生成與圖紙的驅(qū)動(dòng)；最后系統(tǒng)自動(dòng)將設(shè)計(jì)信息保存到數(shù)據(jù)庫中供下次使用[9]?？焖僭O(shè)計(jì)系統(tǒng)生成的剪板機(jī)最終模型如圖5所示。

4結(jié)語

本文將Pro/E 的二次開發(fā)應(yīng)用于剪板機(jī)的快速設(shè)計(jì)中，借助PTC Pro 提供的VB API函數(shù)接口和VB.NET完成快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的搭建。利用該系統(tǒng)可以幫助企業(yè)解決剪板機(jī)設(shè)計(jì)過程中工作量大、易于出錯(cuò)的問題，提高了工作效率，從根本上提升了企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

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（責(zé)任編輯：黃?。?