機床夾具參數化零部件圖形庫及其系統介紹
時間:2011-07-22 08:33:18 來源:未知
對于計算機輔助夾具設計系統（CAFD）的研究開發，機床夾具零部件圖形庫在系統中占有重要的位置。傳統上這些零部件的圖形庫都掛在CAD圖形軟件上，這只能在零部件數量較少的原型系統上應用。當前各種機床夾具系統都擁有規格數量很多的零部件，如專用夾具屬于GB的零部件的品種、規格數量就達到了數以萬計的規模，再加上槽系組合夾具、孔系組合夾具、氣動液壓等動力源以及通用夾具的零部件，其數量相當可觀；其次對CAFD系統來說，夾具零部件圖形庫應是一個獨立的部分，以便CAFD系統檢索、調用；再有參數化技術的成熟，建立基于參數化的夾具零部件圖形庫具有可簡化圖形儲存、修改結構設計以及減少儲存空間等優點。為此，我們研究開發了基于客戶機/服務器模式的機床夾具參數化零部件圖形庫及其系統，用以滿足上述需求。
1 設計方案的確定
- 客戶機/服務器體系結構
- 系統軟、硬件方案
- 參數化零部件圖形庫總體設計框架
- 隨著越來越多的部門安裝網絡以便共享網絡環境下的資源，面向對象的方法和客戶機服務器體系結構倍受青睞。客戶機廠服務器結構包括連接在一個網絡中的多臺計算機。那些處理應用程序的計算機稱為客戶機，而在后臺集中處理數據庫服務的計算機稱為服務器。在數據庫環境下，客戶機和服務器通過若干稱作中間件的程序設計接口進行通信。客戶機的功能包括管理用戶接口、從用戶接受數據、處理應用程序、產生數據庫請求、向服務器發送數據庫請求以及從服務器接收結果等。服務器的功能包括從客戶機接受數據庫請求、處理數據庫請求、將結果格式化并傳送給客戶機、執行完整性檢查、提供并行訪問控制以及優化查詢和更新處理等。
- 本參數化零部件圖形庫設計系統采用客戶機/服務器體系結構，系統運行環境的設置如下：
- 硬件環境 1臺IBM PC Server高檔微機服務器，2至數臺客戶機（PⅡ450，64M內存，10.4G硬盤）。
- 軟件環境 服務器操作系統為Windows NT4.0操作系統，客戶機操作系統為Windows NT4.0操作系統、Windows 98操作系統，服務器、客戶機網絡協議集TCP/IP，數據庫管理系統為Microsoft SQL Server 6.5，客戶機應用程序開發工具為Visual C++ 6.0，AutoCAD R14。
圖1 總體設計方案
- 在本系統中，機床夾具零部件的各參數數據存放在服務器端。用C++語言編制繪制機床夾具零部件參數化圖形的程序，通過接口程序讀取服務器數據庫中的字段值，用戶可以交互修改字段值，將得到的字段值作為尺寸參數傳遞給程序中的繪圖函數，在AutoCAD環境中進行繪圖，實現機床夾具零部件參數化設計。總體設計方案見圖1所示。
2 數據庫設計
- 在利用MicrosoftS QLS erver設計數據庫結構時，機床夾具每個零部件對應一個表。
- 由于零件尺寸參數之間存在尺寸鏈關系，用戶輸入參數值時產生的錯誤會造成繪圖錯誤，我們通過設置有效性規則來解決此問題。當用戶輸人的參數值不符合尺寸鏈關系時，即彈出對話框提示錯誤。這使得數據庫操作界面具有一定的糾錯功能。
- Microsoft Visual C++ 6.0具有強大的可視化編程功能，因此可利用其編制數據庫操作界面，方便地完成數據記錄的查詢、添加、刪除以及修改等功能。
3 參數化繪圖中數據庫的C++語言接口程序設計
AutoCAD從12版本開始提供了與外部數據庫的接口ASI（AutoCAD SQL Interface），將SQL（Structured Query Language）語言集成到AutoCAD，在AutoCAD內部可實現與外部數據庫的數據交換。ADS ASI由一組龐大的C語言庫函數組成，執行時需要驅動程序支持，而且隨著版本的升級ASI函數做了很大的修改，這些都大大加重了開發者的負擔，光是對不同環境的適應工作就花費了大量時間，延長了軟件開發周期。 #p#分頁標題#e#
ObjectARX是基于AutoCAD R14的一種新的編程環境，它提供了以C++為基礎的面向對象的開發環境及接口，能真正直接地訪問AutoCAD R14圖形數據庫。ObjectARX編程環境除自身提供了幾個使用方便的類庫外，還可利用MFC類庫來編制豐富的Windows風格界面。ARX 以動態鏈接庫（DLL）的形式與AutoCAD共享地址空間，直接調用AutoCAD核心函數，并可直接訪問AutoCAD數據庫。與ADS及AutoLISP相比，ARX應用程序運行更快速且穩定。
筆者在采用Visual C++ 6.0編寫的ObjectARX應用程序中實現數據庫連接。下面以機床夾具常用零件A型平壓板為例介紹參數化繪圖中用Visual C++ 6.0操作數據庫的方法。
- 通過ODBC連接數據庫。ODBC（Open DatabaseConnectivity）是Microsoft＇s Windows的開放式服務體系結構數據庫部分，是一個用于訪問多種數據庫的統一的界面標準。ODBC實際是一個數據庫訪問庫，但是只提供一個統一的應用程序接口（API）。這樣利用ODBC可以避免應用程序隨數據庫的改變而改變。ODBC通過使用數據庫驅動程序獲得數據庫的獨立性，驅動程序所提供的標準接口允許應用程序開發者和驅動程序提供者在應用程序和數據源之間傳遞數據。
- 通過Windows 98控制面板中的ODBC可以連接本參數化設計系統所使用的建立在服務器中的機床夾具零部件數據庫。
- 對應數據庫中的每一表，從Crecordset派生一個應用程序指定的記錄集類。打開數據庫并創建一記錄集對象，調用記錄集的Open成員函數打開記錄集，然后再用Requery成員函數重建一個記錄集。將該記錄集中的所有記錄寫人一結構體數組中。
圖2 零部件參數控制對話框
- 對應數據庫中的每一表，從資源中增加一對話框資源并從CDialog派生一個應用程序指定的對話框類。在對話框中，根據表中的字段數決定編輯框（EditBox）的數量，靜態文本框（StaticText）的標題與數據庫中的字段名相同。零件參數控制對話框見圖2所示。
- 將記錄集中的第一條記錄作為默認值顯示到對話框各編輯框中。用戶可通過對話框右邊的兩個按鈕（上一條記錄和下一條記錄）選擇合適的記錄，也可直接在編輯框中輸人記錄號，得到所需記錄，顯示在各編輯框中。
- 用戶可對各編輯框中的參數值進行編輯修改，按OK按鈕后，首先檢查各參數值是否符合尺寸鏈關系式，如果符合，則將各編輯框中的值作為尺寸參數值傳遞到繪圖函數中；否則，彈出對話框提示錯誤。
4 結語
基于客戶機/服務器模式的機床夾具參數化零部件圖形庫，不僅容量大，使用安全可靠，運行穩定，而且在客戶機上可以安裝各種類型的CAFD系統，便于在網絡環境下，多人同時設計夾具，滿足了CAFD系統對零部件圖庫的要求。同時這類結構的圖形數據庫的架構，也可以用于各類機械，包括機床在內的各種計算機輔助機械設計的圖形數據庫，故有一定的普遍意義。