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组合夹具元件库集成建模技术研究

蔡瑾  
【摘要】: 计算机辅助夹具设计(Computer-aided Fixture Design,CAFD)技术在发展的过程中经历了交互式CAFD系统,基于成组技术(GT-based)和基于知识(Konwledge-based)的CAFD系统,以及以产生夹具构形设计结果为目的的计算机辅助夹具设计系统。这种发展历程对于夹具设计过程的自动化无疑起到了巨大的推动作用。随着企业内部和企业间的信息交互越来越频繁,CAFD技术在不同CAD平台的应用需求也越来越迫切。本文在对夹具CAD研究的基础上,针对目前大部分CAFD系统局限于某一特定CAD平台而难以在异构平台应用的缺陷,根据企业对CAFD系统不同平台应用的需求,提出了以面向对象方法为核心的组合夹具事物特性表和XML的集成建模方法,建立了组合夹具元件库管理系统的集成模型,实现了CAFD系统在异构CAD平台的应用。本文的主要研究内容包括: (1)从企业应用和客户需求出发,采用面向对象的分析方法和设计方法,对组合夹具元件库管理系统的问题域进行了分析,明确了系统参与者和系统边界,建立了系统需求模型的UML用况图,基本模型的类图和类层次结构,并通过建立辅助模型详细描述了系统的活动流程,用于对系统对象中的操作建立模型,完成了基于面向对象方法的组合夹具元件库管理系统集成模型的设计。 (2)在系统数据描述方面,采用基于事物特性表的建模方法,提取组合夹具元件和典型结构中的特性数据组成事物特性表的列,并按照数据存储方式的不同采用层次描述方法。夹具的事物特性表数据建模方法为夹具数据的描述和管理提供了一种全新的模式,可以有效地实现基于主模型的组合夹具的构形设计要求。 (3)在夹具信息异构平台传输环节,采用了基于XML的模型构建方法,建立了夹具元件的XML描述规则,并将事物特性表中CSG造型过程的体素和特征信息按照一定的机制映射到XML文件中,XML以其可扩展性,高度结构化,便于网路传输以及平台无关性等特点为组合夹具的Web和异构平台应用提供了保障和可能。 (4)在对组合夹具元件库管理系统理论研究的基础上,采用面向对象的语言VC++和.NET开发平台,以及SQL Server和ADO数据库编程等软件工具,完成了事物特性表数据管理,XML数据描述,事物特性数据与XML数据的映射,实现了组合夹具元件库管理系统主体架构的设计功能。 (5)对UG,AutoCAD以及ACIS的二次开发技术以及DOM解析技术进行了研究,利用不同平台所提供的二次开发工具及其所提供的丰富的类和造型函数和XML解析技术,开发了基于上述三种不同CAD平台下的接口子系统,实现了在异构CAD平台下的夹具图形重绘,为未来组合夹具元件库系统在异构CAD平台下的拼装提供了数据来源和保障。 (6)设计了组合夹具元件库管理系统的整体用户界面,方便用户对组合夹具元件库中的夹具元件和典型结构等进行快速浏览和查询,并提供用户尺寸定制工具来实现用户定制夹具的需求,还可以对所选择的夹具生成异构平台所需的XML文档。


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