機械設計的傳統(tǒng)模式是設計人員首先對設計對象，有一個三維的整體布局。實際工作中，還是根據(jù)三維構思，繪制二維的總裝配圖，再來分解成部件：裝配圖，最后拆零件，形成二維零件總圖。經(jīng)過這樣迂回曲折得到的圖紙，還有可能不能實現(xiàn)原來的設計意圖。有沒有可能繪制精確的三維總圖，根據(jù)這個總圖來繪制零件圖?

　　現(xiàn)在有了功能強大的三維CAD 軟件，有條件還設計過程的本來面目。設計人員頭腦中的三維的整體布局可以直接用三維圖形表達。余下的部件圖，零件圖工作，交給機器來做。

　　本文以組合機床設計為例，利用Autodesk Inventor開發(fā)計算機輔助的三維機械總裝圖設計系統(tǒng)，詳述各個部分的功能。據(jù)目前中文文獻檢索，還沒有發(fā)現(xiàn)類似的軟件系統(tǒng)。以下各節(jié)分別闡述：系統(tǒng)的設計思想，系統(tǒng)組成，工作流程，韌組合機床三維總圖計算機輔助沒計。

　　1 系統(tǒng)的設計思想

　　正是基于上述想法，提出了利用三維軟件Autodesk lnventor作為組合機床的設計載體，利用Ⅵsualc++6.0(Vc++60)驅動Autodesk Inventor并進行零件的參數(shù)化設計，利用數(shù)據(jù)庫存儲大量的數(shù)據(jù)以便于調用這樣一種方法，并對其進行的初步的研究與應用。Autodesk Inventor是Autodesk公司推出的面向機械設計的三維CAD軟件，具有上手容易，使用方便，圖形修改簡單的特點，三維運算速度相對比較快，被廣泛用于各個行業(yè)。而且Inventor提供了利用VC++6.0開發(fā)的接I=I，可以直接在inventor內部生成工具欄，所有的命令通過在工具欄中的按鈕與動態(tài)鏈接庫中的函數(shù)相聯(lián)系，并且調用數(shù)據(jù)庫，進行零部件的繪制，從而實現(xiàn)了與Inventor的無縫鏈接。在進行裝配的過程中，系統(tǒng)經(jīng)過判斷自動給出相關的零部件的選擇，免去了設計人員的復雜的查詢過程。

　　2 系統(tǒng)的組成

　　系統(tǒng)主要由三部分組成，零部件的生成，零部件的調用及裝配，數(shù)據(jù)庫。這三部分相互關聯(lián)，又彼此獨立。

　　2.1 零件的生成

　　在設計過程中，零件的使用是不可避免的。然而零件的種類繁多。如果單憑設計者去繪制，既費時，又費力，而且也不一定符合標準。Inventor提供的接口程序中包含了簡單特征的生成。可以用這些接口設計出產生簡單標準零件特征的函數(shù)。在需要使用零件時，只需找到所要繪制的零件的類型，輸入?yún)?shù)，就可以很方便的生成所需要的零件。參數(shù)既可以用系統(tǒng)所提供的標準零件參數(shù)，也可以讓用戶自己輸入需要自定義的參數(shù)。生成的零件可以由用戶自定義保存到硬盤中，為以后的調用做準備。

　　2.2 零件的調用及裝配

　　在主界面進行零件調用的過程中，系統(tǒng)會給出適當?shù)奶崾荆员阌脩裟軌蜉^快地找到自己所需要的零件。調用時，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有零件庫中沒有適合的零件時，也可以重新進入零部件生成界面進行零件的臨時生成，并將所生成零件的參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中，以便下次進行調用。

　　2.3 數(shù)據(jù)庫

　　所有已知標準零件的信息，包括其外形尺寸，生產廠家等都被存放在數(shù)據(jù)庫中，供用戶在需要時調用。對于數(shù)據(jù)庫中不存在的非標準零件可以利用現(xiàn)有零件庫進行一些簡單的改動，并將其數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫中，成為用戶自定義數(shù)據(jù)。保證了數(shù)據(jù)庫的可擴展性。又因為系統(tǒng)僅僅是作為機床設計的輔助軟件，因此在數(shù)據(jù)庫中將一些大的部件的尺寸也做了一些約束，將其看成是大的零件，單獨存放在數(shù)據(jù)庫的部件外形表中。設計者如果僅僅想看到所設計的機床的外形，在調用數(shù)據(jù)庫的時候，就可以調用部件外形表中的數(shù)據(jù)。這樣就方便了設計。

　　這里面就涉及到數(shù)據(jù)庫的訪問技術。數(shù)據(jù)庫是存放并管理各種零件的基本數(shù)據(jù)的地方。有了數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)才可以在Inventor內部調用各種數(shù)據(jù)并生成零件。在系統(tǒng)中采用Microsoft@SQL ServerTM 2000作為管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的軟件。這是因為它支持大部分Windows操作系統(tǒng)，同時，滿足對數(shù)據(jù)庫的任何查詢，修改，刪除等操作功能。

　　3 系統(tǒng)的工作流程及實例

　　系統(tǒng)可以分為兩個流程，一個是零件繪制流程，另一個是裝配流程。這兩個流程相互配合，缺一不可。裝配流程圖如圖1，零件繪制流程圖如圖2。

圖1 裝配流程圖

圖2 零件繪制流程圖

圖3

　　以生成一臺簡單的機床為例，將系統(tǒng)過程簡單地介紹一下。

　　3.1 工具欄的自動生成

　　Inventor所提供的VC程序可以生成一個動態(tài)鏈接庫文件并在Inventor內部生成工具欄。工具欄示例如圖3。用VC將所需的代碼編譯通過后，就可以生成此代碼。注冊動態(tài)鏈接庫需要自定義一個文件，后綴為.dat。啟動Inventor后，就可以自動生成工具欄。注冊文件內容示例如

　　下：

　　@echo off //文件開頭

　　echo Registering Rubicon’s Application——level Addln Sweep—.Feature //文件體

　　regsvr32 DebugSweepFeature.dll //注冊

　　Debug文件夾中的SweepFeature.dll文件

　　3.2 零部件的選擇與自動導入

　　進入系統(tǒng)后，在工具欄上選擇裝配健，生成裝配環(huán)境，選擇要設計的機床類型，下一步就是導入零部件了。由于只是要看一看機床的外形，不涉及到里面的具體構造，所以選擇部件裝配，即把機床分為動力部件、支承部件、輸送部件、控制部件和輔助部件5類，在數(shù)據(jù)庫中把這五類部件的外形進行分門別類，畫圖時只調用這些部件的外形尺寸，畫出的部件基本上可以包含外形所需的大部分信息。如圖4為側底座圖。調用零件的代碼如下：

　　hr： 0ccs-> Add(FileName，Matrix，&pOcc2);

　　FileName是零件名稱，pMatrix則是零件所擺放的位置。

　　3.3 零部件的生成

　　如果在計算機中還沒有生成零部件文件，就可以調用零部件繪制系統(tǒng)自動生成所需零部件。由于設計機床時大部分的零件都是選用標準零件的。這種選擇的好處就是保證了組合機床零部件的通用性。系統(tǒng)將大部分的標準零件的規(guī)格尺寸經(jīng)過整理，存放在數(shù)據(jù)庫當中，形成了多個表格。并進一步將所有標準特征的生成代碼整理出來，如拉伸，倒角等，可以隨時進行調用。這樣的話，在繪制時就可以對其進行精確定位。如下是貫穿拉伸特征的生成代碼：

　　AddByThroughAllExtent

　　(Profile， ExtentDirection， Operation，TapefAngle，&_result)

圖4 機床零件示意圖

　　3.4 裝配件的生成

　　導入零部件后，在裝配環(huán)境中就可以手動進行零部件的裝配。在裝配過程中，可以看出所設計的機床的外形的大體輪廓。如果不滿意，也可以進行一些修改。示例圖如圖5。

圖5

　　三維機械總裝圖設計系統(tǒng)作為一個輔助工具可以給設計人員提供一些幫助，還不能完全替代設計人員自身的勞動。