汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的參數(shù)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

朱凱　王鵬飛

【摘 要】使用VB 6.0和ACCESS數(shù)據(jù)庫為開發(fā)工具，在CATIA平臺(tái)進(jìn)行汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫基于VBScript腳本的參數(shù)化設(shè)計(jì)，并以等長(zhǎng)雙頭螺柱標(biāo)準(zhǔn)件為實(shí)例介紹了應(yīng)用過程。該標(biāo)準(zhǔn)件圖庫界面友好，操作方便，能與CATIA良好對(duì)接，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了企業(yè)設(shè)計(jì)效率。

【關(guān)鍵詞】汽車標(biāo)準(zhǔn)件；三維圖庫；參數(shù)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TP391.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2017）17-0011-003

Parametric Design and Application of 3D Standard Library for Automobile Standard Parts

ZHU Kai WANG Peng-fei

（School of Mechanical and Vehicular Engineering， Bengbu University ，Bengbu 233000，China）

【Abstract】Using VB6.0 and ACCESS database as developing tools，the parametric design of 3D standard library based on VBScript is carried out on the CATIA platform.The application process is introduced with the example of the standard bolt.The standard library has friendly interface，convenient operation and good docking with CATIA，saving design time and improving the efficiency of enterprise design.

【Key words】Automotive Standard Parts；3D Gallery；Parameterized Design

0 引言

目前，用于一輛普通轎車上的標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量就可以有3000 多個(gè)，因此汽車企業(yè)在設(shè)計(jì)制造過程中都十分重視標(biāo)準(zhǔn)化。這些標(biāo)準(zhǔn)件主要集中在螺柱、螺栓、螺母、螺釘、螺塞、鉚釘、擋圈、墊圈、密封件、管接件、卡扣等類別[1]。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)大部分結(jié)構(gòu)相同，僅尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)件重復(fù)建模，浪費(fèi)人力物力。基于CATIA平臺(tái)進(jìn)行汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的設(shè)計(jì)和建立，就可以快速準(zhǔn)確生成所需的標(biāo)準(zhǔn)件三維模型，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率。

1 三維圖庫總體設(shè)計(jì)

1.1 建庫的方法與選擇

在CATIA平臺(tái)上建庫的方法比較多，大體可分為三類[2-3]。

（1）使用CATIA自帶的Formula，DesignTable，Catalog功能模塊建立使用標(biāo)準(zhǔn)件庫。

（2）使用VB等提供的引用對(duì)象庫，將CATIA 庫文件加入程序框架，引用CATIA的類對(duì)象和函數(shù)等來進(jìn)行二次開發(fā)。

（3）通過應(yīng)用CATIA 提供的二次開發(fā)工具RADE和庫函數(shù)CAA （CATIA Application Architecture）的接口，在VC 開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件庫。

第一類由于是CATIA自帶的，用戶界面不友好，信息管理繁瑣。第二類和第三類需要編程比較多，要求高。綜合上述幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，我們改進(jìn)第二類，綜合運(yùn)用基于VBScript的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法來建庫。參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于使用參數(shù)、公式和特征等驅(qū)動(dòng)圖形以達(dá)到改變圖形的效果，也就是利用關(guān)系表達(dá)法創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型模板，并錄制VBScript腳本，將零件各參數(shù)信息存放在ACCESS數(shù)據(jù)庫中，再利用VB和CATIA的二次開發(fā)技術(shù)編寫驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)庫操作程序，獲取數(shù)據(jù)庫中零件參數(shù)值，用獲取的參數(shù)值替換修改腳本模板中表達(dá)式的參數(shù)，總而驅(qū)動(dòng)生成新的三維模型。基于VBScript腳本的參數(shù)化設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 基于VBScript腳本的參數(shù)化設(shè)計(jì)

1.2 三維圖庫體系架構(gòu)

汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的體系架構(gòu)如圖2所示，由CATIA平臺(tái)應(yīng)用層、VB程序邏輯層和ACCESS數(shù)據(jù)庫層組成[4]。CATIA平臺(tái)和VB程序界面之間通過VBScript腳本傳遞數(shù)據(jù)，VB程序界面和數(shù)據(jù)庫則通過數(shù)據(jù)庫接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

圖2 汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的體系架構(gòu)

1.3 三維圖庫的功能結(jié)構(gòu)

汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫是三維產(chǎn)品數(shù)字化定義的重要組成部分，其功能包含有目錄結(jié)構(gòu)建立和維護(hù)、常用標(biāo)準(zhǔn)件管理、標(biāo)準(zhǔn)件三維建模和用戶管理，如圖3所示。目錄結(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件類型結(jié)構(gòu)樹關(guān)系的維護(hù)管理；常用標(biāo)準(zhǔn)件管理用來對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件信息進(jìn)行添加刪除和修改等操作；標(biāo)準(zhǔn)件三維建模是主要功能模塊，包括二維三維圖的查看、標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)信息查詢和標(biāo)準(zhǔn)件三維模型的生成；用戶管理模塊則有用戶管理、修改密碼和權(quán)限管理三個(gè)功能。為了提高三維圖庫的安全性，在運(yùn)行時(shí)，不同權(quán)限用戶能夠進(jìn)入使用的功能模塊不同。一般設(shè)計(jì)人員只能使用標(biāo)準(zhǔn)件三維建模和修改自己密碼的功能，而管理員則可以使用所有功能模塊。

圖3 汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的功能結(jié)構(gòu)

2 三維圖庫關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

2.1 在CATIA打開三維圖庫程序

三維圖庫程序?yàn)椋?exe）可執(zhí)行文件，從CATIA平臺(tái)打開三維圖庫程序可以通過以下VBScrip腳本實(shí)現(xiàn)。我們還可以將VBScrip腳本自定義在工具欄上，方便當(dāng)功能菜單使用[5]。

Language="VBSCRIPT"endprint

Sub CATMain（）

CATIA.SystemService.ExecuteBackgroundProcessus"E：＼... ...＼汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫.exe"

End Sub

2.2 ADO（ActiveX Data Objects）技術(shù)

ADO（ActiveX Data Objects）是微軟公司開發(fā)的一種基于COM（組件對(duì)象模型）的自動(dòng)化接口技術(shù)，并以O(shè)LE DB（對(duì)象連接和鑲?cè)氲臄?shù)據(jù)庫）為基礎(chǔ)，它可以快速的創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。ADO提供了一組簡(jiǎn)單的，將一般通用的數(shù)據(jù)訪問細(xì)節(jié)進(jìn)行封裝的對(duì)象。

ADO主要由Connection、Command、Recordset三種核心對(duì)象類型組成。Connection對(duì)象表示到數(shù)據(jù)庫的連接，管理應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫之間的通信。Command對(duì)象用于執(zhí)行某些命令，來進(jìn)行諸如查詢、修改數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的操作。Recordset對(duì)象被用來獲取數(shù)據(jù)和存放查詢的結(jié)果。

VB中在使用ADO進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問時(shí)，先使用Connection對(duì)象創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接，然后利用建立好的連接，通過Connection、Command對(duì)象執(zhí)行SQL命令，也可以利用Recordset對(duì)象對(duì)結(jié)果記錄集進(jìn)行查詢、修改等處理，最后使用完畢，關(guān)閉連接，釋放對(duì)象。

2.3 VBScript腳本模板參數(shù)替換

參數(shù)值通過SQL語句從數(shù)據(jù)庫中獲取，傳遞到MSFlexGrid控件，以表格的形式顯示。在用戶界面特征結(jié)構(gòu)樹和表格中選中某一類標(biāo)準(zhǔn)件的一條參數(shù)記錄后，將參數(shù)值傳遞到Text控件，接著將VBScript腳本賦給字符串str。最后利用For循環(huán)，依次替換修改str字符串中相應(yīng)字符串。

3 基于VBScript腳本的參數(shù)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)例

3.1 基于VBScript腳本的參數(shù)化設(shè)計(jì)

基于VBScript腳本的參數(shù)化設(shè)計(jì)是通過修改草圖的尺寸參數(shù)來改變模型的尺寸，以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，而修改草圖尺寸參數(shù)是通過修改VBScript腳本參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，通過修改VBScript腳本模板的表達(dá)式參數(shù)，從而產(chǎn)生新的VBScript腳本命令，運(yùn)行后就可生成新的模型。以下為主要部分的思路和代碼。

（1）將VBScript腳本模板以文本方式打開，逐行讀取，并其字符賦給字符串str，同時(shí)新建并打開一個(gè)空白文本。

Open App.Path & "＼muban＼" & XXXX.Text & ".txt" For Input As #FileNumber1

FileNumber2 = FreeFile

Open App.Path & "＼newmuban＼" & XXXX.Text & ".txt" For Output As #FileNumber2

While Not EOF（1）

Line Input #FileNumber1， str

（2）根據(jù)2.3的方法，對(duì)str字符串循環(huán)替換修改，將替換好的str字符串再寫入空白文本文件，并關(guān)閉打開的文本文件。

For t = 0 To MSFlexGrid1.Cols - 1

str = Replace（str， "xxxx" & t， Text1（t）.Text）

Next t

Print #FileNumber2， str

Wend

Close #FileNumber1

Close #FileNumber2

（3）將寫入VBScript腳本的文本文件更改為VBScript腳本文件，再用ShellExecute命令執(zhí)行。

Name App.Path & "＼newmuban＼" & XXXX.Text & ".txt" As App.Path & "＼newmuban＼" & TXXXX.Text & ".catvbs"

ShellExecute 0&， vbNullString， App.Path & "＼newmuban＼" & XXXX.Text & ".catvbs"， vbNullString， vbNullString， vbNormalFocus

3.2 應(yīng)用實(shí)例

以汽車標(biāo)準(zhǔn)件等長(zhǎng)雙頭螺柱Q128為例，說明在VB環(huán)境下基于CATIA平臺(tái)建立標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的過程。

（1）建立標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型，錄制VBScript腳本，稍作修改做模板用。

（2）在ACCESS中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，分別建立汽車標(biāo)準(zhǔn)件類型代號(hào)的數(shù)據(jù)表、用戶名密碼權(quán)限的數(shù)據(jù)表和命名為Q128的數(shù)據(jù)表，并向表中添加標(biāo)準(zhǔn)件類別、編號(hào)、尺寸參數(shù)、二維三維圖等信息。

（3）在VB環(huán)境下，使用Treeview、MSFlexGrid、Image等控件設(shè)計(jì)界面，主界面如圖4所示。

（4）應(yīng)用上述介紹的關(guān)鍵技術(shù)編程，最后做成（.exe）可執(zhí)行文件。

圖4 汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫界面

（5）將打開汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的VBScript腳本加入到工具欄做功能菜單。

在使用三維圖庫時(shí)，先打開CATIA，點(diǎn)擊加入的自定義菜單，打開汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫。從左側(cè)特征結(jié)構(gòu)樹中選擇所需標(biāo)準(zhǔn)件，查看二維三維圖，選中其某一條參數(shù)，點(diǎn)擊確定生成所選標(biāo)準(zhǔn)件三維模型。生成的等長(zhǎng)雙頭螺柱三維模型如圖5所示。

4 總結(jié)

本文介紹了使用VB做用戶交互界面， ACCESS數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)參數(shù)，基于CATIA平臺(tái)汽車標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用。該標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫能夠提高設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，降低錯(cuò)誤發(fā)生率，提高設(shè)計(jì)效率。

圖5 生成的等長(zhǎng)雙頭螺柱三維模型

【參考文獻(xiàn)】

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