副標(biāo)題#e# 0引言
隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,GAD技術(shù)已開(kāi)始由二維向三維轉(zhuǎn)移.以外購(gòu)的CAD軟件為平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),建立起適用于企業(yè)自身特點(diǎn)的應(yīng)用軟件系統(tǒng),具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義.在制造業(yè)的物流、信息流和能量流中,物流對(duì)于企業(yè)的敏捷生產(chǎn),協(xié)同管理起著舉足輕重的作用堆垛機(jī)是物流倉(cāng)儲(chǔ)的主要設(shè)備,其系列定型產(chǎn)品占有相當(dāng)比例,系列中的大多數(shù)零件或部件具有相似的外形輪廓特征,具備了參數(shù)化設(shè)計(jì)的前提條件.SolidWorks是基于Windows平臺(tái)的優(yōu)秀三維設(shè)計(jì)軟件,以其參數(shù)化和特征造型技術(shù)著稱(chēng)以SolidWorks為平臺(tái)開(kāi)發(fā)出堆垛機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)可顯著提高設(shè)計(jì)效率,有利于緩解資源與任務(wù)間的矛盾,可快速響應(yīng)個(gè)性化的市場(chǎng)要求,對(duì)加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義.此外參數(shù)化設(shè)計(jì)大量運(yùn)用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段,有利于實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM軟件的集成,可積極地推動(dòng)企業(yè)的信息化建設(shè)。
1堆垛機(jī)模塊化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想
參數(shù)化設(shè)計(jì)是規(guī)格化、系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種簡(jiǎn)單、高效、優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方法.它一般是指零件或部件的形狀比較定型,用一組參數(shù)和幾何約束該模型的結(jié)構(gòu)尺寸與拓?fù)潢P(guān)系;參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)賦予不同的參數(shù)序列值時(shí),就可驅(qū)動(dòng)典型模型,達(dá)到滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的零件模型.
堆垛機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)是基于機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊的參數(shù)化設(shè)計(jì),它以機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊為設(shè)計(jì)的基本單元.機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊是指具有尺寸互換性的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件,其安裝連接部分的幾何參數(shù)滿(mǎn)足某種規(guī)定的要求,并能保證通用互換或兼容.模塊化產(chǎn)品的構(gòu)成模式等于通用模塊(不變部分)加專(zhuān)用模塊(變動(dòng)部分聲).堆垛機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)著重解決模塊中的變動(dòng)部分.
在模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程中,首先確定各模塊的性能參數(shù),幾何尺寸系列,基本結(jié)構(gòu)布局與各模塊之間的結(jié)合形式.這些參數(shù)將作為模塊的主驅(qū)動(dòng)參數(shù),讓次要參數(shù)依賴(lài)于主驅(qū)動(dòng)參數(shù),利用方程式設(shè)計(jì)成某種比例關(guān)系或幾何約束關(guān)系模塊間的接口數(shù)據(jù)有定義說(shuō)明,以作為設(shè)計(jì)計(jì)算模塊的數(shù)據(jù)接口和樣機(jī)模型的輸入接口,圖1為雙立柱式堆垛機(jī)的3D模型,依據(jù)堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)和功能要求,將堆垛機(jī)劃分為標(biāo)準(zhǔn)件及通用件、貨叉裝置、從動(dòng)輪組、主動(dòng)輪組、導(dǎo)輪組、滑輪組、卷筒、天輪組、載貨臺(tái)、松繩過(guò)載、斷繩保護(hù)、緩沖器共12個(gè)模塊.
2模型的建立與參數(shù)化
以WJ52型雙立柱式堆垛機(jī)為例,建立各模塊的參數(shù)化3D模型在完成本步驟時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)在模型建立之前應(yīng)先對(duì)零件的特征進(jìn)行規(guī)劃,先建立最重要的基本特征,依次類(lèi)推,最后建立輔助特征.對(duì)于一些裝飾性的特征,如:倒角、圓角,對(duì)零件的整體形狀影響較小,但非常容易造成參數(shù)化驅(qū)動(dòng)失敗,因而最好放到最后生成。
2)標(biāo)準(zhǔn)件及通用件按零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中的公稱(chēng)尺寸參數(shù)構(gòu)建模型,有固定關(guān)系的尺寸參數(shù)應(yīng)在模型中建立方程式利用數(shù)據(jù)庫(kù)Access為每一種標(biāo)準(zhǔn)件建立數(shù)據(jù)庫(kù),如:螺栓、墊圈、螺釘、鍵等標(biāo)準(zhǔn)件和通用件的數(shù)據(jù)庫(kù),每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)由相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件的國(guó)標(biāo)參數(shù)表和與其公稱(chēng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度系列表組成,以作為應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)源層.
3)零件的屬性(名稱(chēng)、圖號(hào)、材料、重量)應(yīng)在模型中建立,便于裝配體自動(dòng)提取生成BOM (Bill of Materials)材料明細(xì)表.
4)視零件的不同特征及不同的設(shè)計(jì)要求采取不同的驅(qū)動(dòng)方式.圖2所示滑輪的繩槽部分,因其參數(shù)由起重行業(yè)規(guī)范規(guī)定,故采用系列零件設(shè)計(jì)表來(lái)驅(qū)動(dòng),通過(guò)生成不同的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的改變,因其內(nèi)孔徑、寬度與軸承的配合有關(guān),故在裝配體中建立方程式與幾何關(guān)系約束,通過(guò)尺寸驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn).
5)在零件草圖或裝配中建立幾何約束關(guān)系和尺寸方程式以確定模塊之間以及零部件之間的連接、配合、位置關(guān)系,
6)對(duì)模塊的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行定義說(shuō)明,
隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,GAD技術(shù)已開(kāi)始由二維向三維轉(zhuǎn)移.以外購(gòu)的CAD軟件為平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),建立起適用于企業(yè)自身特點(diǎn)的應(yīng)用軟件系統(tǒng),具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義.在制造業(yè)的物流、信息流和能量流中,物流對(duì)于企業(yè)的敏捷生產(chǎn),協(xié)同管理起著舉足輕重的作用堆垛機(jī)是物流倉(cāng)儲(chǔ)的主要設(shè)備,其系列定型產(chǎn)品占有相當(dāng)比例,系列中的大多數(shù)零件或部件具有相似的外形輪廓特征,具備了參數(shù)化設(shè)計(jì)的前提條件.SolidWorks是基于Windows平臺(tái)的優(yōu)秀三維設(shè)計(jì)軟件,以其參數(shù)化和特征造型技術(shù)著稱(chēng)以SolidWorks為平臺(tái)開(kāi)發(fā)出堆垛機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)可顯著提高設(shè)計(jì)效率,有利于緩解資源與任務(wù)間的矛盾,可快速響應(yīng)個(gè)性化的市場(chǎng)要求,對(duì)加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義.此外參數(shù)化設(shè)計(jì)大量運(yùn)用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段,有利于實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM軟件的集成,可積極地推動(dòng)企業(yè)的信息化建設(shè)。
1堆垛機(jī)模塊化、參數(shù)化的設(shè)計(jì)思想
參數(shù)化設(shè)計(jì)是規(guī)格化、系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種簡(jiǎn)單、高效、優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方法.它一般是指零件或部件的形狀比較定型,用一組參數(shù)和幾何約束該模型的結(jié)構(gòu)尺寸與拓?fù)潢P(guān)系;參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)關(guān)系,當(dāng)賦予不同的參數(shù)序列值時(shí),就可驅(qū)動(dòng)典型模型,達(dá)到滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的零件模型.
堆垛機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)是基于機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊的參數(shù)化設(shè)計(jì),它以機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊為設(shè)計(jì)的基本單元.機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊是指具有尺寸互換性的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件,其安裝連接部分的幾何參數(shù)滿(mǎn)足某種規(guī)定的要求,并能保證通用互換或兼容.模塊化產(chǎn)品的構(gòu)成模式等于通用模塊(不變部分)加專(zhuān)用模塊(變動(dòng)部分聲).堆垛機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)著重解決模塊中的變動(dòng)部分.
在模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程中,首先確定各模塊的性能參數(shù),幾何尺寸系列,基本結(jié)構(gòu)布局與各模塊之間的結(jié)合形式.這些參數(shù)將作為模塊的主驅(qū)動(dòng)參數(shù),讓次要參數(shù)依賴(lài)于主驅(qū)動(dòng)參數(shù),利用方程式設(shè)計(jì)成某種比例關(guān)系或幾何約束關(guān)系模塊間的接口數(shù)據(jù)有定義說(shuō)明,以作為設(shè)計(jì)計(jì)算模塊的數(shù)據(jù)接口和樣機(jī)模型的輸入接口,圖1為雙立柱式堆垛機(jī)的3D模型,依據(jù)堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)和功能要求,將堆垛機(jī)劃分為標(biāo)準(zhǔn)件及通用件、貨叉裝置、從動(dòng)輪組、主動(dòng)輪組、導(dǎo)輪組、滑輪組、卷筒、天輪組、載貨臺(tái)、松繩過(guò)載、斷繩保護(hù)、緩沖器共12個(gè)模塊.

2模型的建立與參數(shù)化
以WJ52型雙立柱式堆垛機(jī)為例,建立各模塊的參數(shù)化3D模型在完成本步驟時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)在模型建立之前應(yīng)先對(duì)零件的特征進(jìn)行規(guī)劃,先建立最重要的基本特征,依次類(lèi)推,最后建立輔助特征.對(duì)于一些裝飾性的特征,如:倒角、圓角,對(duì)零件的整體形狀影響較小,但非常容易造成參數(shù)化驅(qū)動(dòng)失敗,因而最好放到最后生成。
2)標(biāo)準(zhǔn)件及通用件按零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中的公稱(chēng)尺寸參數(shù)構(gòu)建模型,有固定關(guān)系的尺寸參數(shù)應(yīng)在模型中建立方程式利用數(shù)據(jù)庫(kù)Access為每一種標(biāo)準(zhǔn)件建立數(shù)據(jù)庫(kù),如:螺栓、墊圈、螺釘、鍵等標(biāo)準(zhǔn)件和通用件的數(shù)據(jù)庫(kù),每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)由相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件的國(guó)標(biāo)參數(shù)表和與其公稱(chēng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度系列表組成,以作為應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)源層.
3)零件的屬性(名稱(chēng)、圖號(hào)、材料、重量)應(yīng)在模型中建立,便于裝配體自動(dòng)提取生成BOM (Bill of Materials)材料明細(xì)表.
4)視零件的不同特征及不同的設(shè)計(jì)要求采取不同的驅(qū)動(dòng)方式.圖2所示滑輪的繩槽部分,因其參數(shù)由起重行業(yè)規(guī)范規(guī)定,故采用系列零件設(shè)計(jì)表來(lái)驅(qū)動(dòng),通過(guò)生成不同的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的改變,因其內(nèi)孔徑、寬度與軸承的配合有關(guān),故在裝配體中建立方程式與幾何關(guān)系約束,通過(guò)尺寸驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn).
5)在零件草圖或裝配中建立幾何約束關(guān)系和尺寸方程式以確定模塊之間以及零部件之間的連接、配合、位置關(guān)系,
6)對(duì)模塊的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行定義說(shuō)明,

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