大型重载轴承CAD系统的研究与开发
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摘要
大型重载轴承是我国制造行业、特别是大型钢铁行业经常更换的易耗品。国内生产的轴承普遍由于设计参数和制造工艺不佳而寿命较低，难以适应生产实际需要。本文针对我国大型重载轴承设计中存在的设计周期长、分析计算繁杂、不易实现参数优化等缺陷，系统阐述了一种专业化、智能化轴承CAD系统的开发理论与方法。系统以“轴承极限负荷设计法”作为设计基础，着重探讨轴承参数的分析计算及公差选取，并简要介绍了图形自动绘制及处理的设计与实现方法。
系统的功能模型设计采用了向下适化的结构设计方法，整个系统由多个功能相对独立的模块组成，有利于系统自身的管理维护和完善。整个系统主要包括五个部分，即设计计算子系统、图形处理子系统、用户管理子系统、知识库维护子系统以及设计计算与图形处理的数据接口。设计计算子系统是本系统的核心，它以“轴承极限负荷设计法”作为设计基础，应用关系型数据库管理设计参数，并通过数据接口将检索出的数据传递给图形处理子系统。
系统采用Powerbuilder 6.5开发设计计算程序，采用PB 6.5自带的SQL Anywhere数据库管理设计参数、设计公式等数据；采用ObjectARX开发设计图图形数据处理程序，实现在AutoCAD环境下的轴承装配图、零件图的参数替换；采用VC6.0，应用OLE技术，自动装入轴承装配图、零件图，实现对设计图的统一管理。
本系统用户操作界面简单易用，计算及绘图效率高，具有较强的可扩充性。已经在成都科华重型轴承有限公司获得良好应用。
Large-Scale Burden Bearing is an important part in manufacturing especially in steel manufacturing and it is easy to wear out so has to be replaced frequently. Life-span of Bearings produced by our country are commonly short because of unfit design parameter and manufacturing process, which can not meet actual need in production. In allusion to problems of Large-Scale Burden Bearing design in our country such as long design period, complex calculation, difficulty in optimizing the parameter and so on, this paper systemically demonstrates a theory and method for developing professional, intellectualized CAD system. This system is based on the limit design method of bearing, emphasize on analyzing, calculating and choosing tolerance of bearing parameter, and as well introduces design and actualizing method of automatic drawing.
Function module design of this system adopt down-adapting designing method. The whole system is composed of several absolute modules, which make it easy to manage and maintain the system. The whole system includes five parts, designing and calculating subsystem, graph managing subsystem, user management subsystem, knowledge repository subsystem and the interface between designing and calculating subsystem and graph managing subsystem. Designing and calculating subsystem is the core of the whole system. It is based on the limit design method of bearing, designs parameter depend on Relational Data Base and transmit the datum that has been searched to graph managing subsystem through data interface.
The system adopt Powerbuilder 6.5 to develop designing and calculating subsystem, and use SQL Anywhere for Power Builder 6.5 to manage design parameter and design formula data and so on; Adopt Object ARX to develop graph managing subsystem and realizes parameter replace of bearing assembling drawing and part drawing; Adopt VC6.0 and OLE to realize automatic loading bearing assembling drawing and part drawing under AutoCAD circumstance and execute uniform management on these drawings.
The interface for users of the system is easy to operate. The system can calculate or draw efficiently, what's more, the system can be expanded easily. It has been used well in Chendu Kehua Large-Scale Burden Bearing Ltd.
系统的功能模型设计采用了向下适化的结构设计方法，整个系统由多个功能相对独立的模块组成，有利于系统自身的管理维护和完善。整个系统主要包括五个部分，即设计计算子系统、图形处理子系统、用户管理子系统、知识库维护子系统以及设计计算与图形处理的数据接口。设计计算子系统是本系统的核心，它以“轴承极限负荷设计法”作为设计基础，应用关系型数据库管理设计参数，并通过数据接口将检索出的数据传递给图形处理子系统。
系统采用Powerbuilder 6.5开发设计计算程序，采用PB 6.5自带的SQL Anywhere数据库管理设计参数、设计公式等数据；采用ObjectARX开发设计图图形数据处理程序，实现在AutoCAD环境下的轴承装配图、零件图的参数替换；采用VC6.0，应用OLE技术，自动装入轴承装配图、零件图，实现对设计图的统一管理。
本系统用户操作界面简单易用，计算及绘图效率高，具有较强的可扩充性。已经在成都科华重型轴承有限公司获得良好应用。
Large-Scale Burden Bearing is an important part in manufacturing especially in steel manufacturing and it is easy to wear out so has to be replaced frequently. Life-span of Bearings produced by our country are commonly short because of unfit design parameter and manufacturing process, which can not meet actual need in production. In allusion to problems of Large-Scale Burden Bearing design in our country such as long design period, complex calculation, difficulty in optimizing the parameter and so on, this paper systemically demonstrates a theory and method for developing professional, intellectualized CAD system. This system is based on the limit design method of bearing, emphasize on analyzing, calculating and choosing tolerance of bearing parameter, and as well introduces design and actualizing method of automatic drawing.
Function module design of this system adopt down-adapting designing method. The whole system is composed of several absolute modules, which make it easy to manage and maintain the system. The whole system includes five parts, designing and calculating subsystem, graph managing subsystem, user management subsystem, knowledge repository subsystem and the interface between designing and calculating subsystem and graph managing subsystem. Designing and calculating subsystem is the core of the whole system. It is based on the limit design method of bearing, designs parameter depend on Relational Data Base and transmit the datum that has been searched to graph managing subsystem through data interface.
The system adopt Powerbuilder 6.5 to develop designing and calculating subsystem, and use SQL Anywhere for Power Builder 6.5 to manage design parameter and design formula data and so on; Adopt Object ARX to develop graph managing subsystem and realizes parameter replace of bearing assembling drawing and part drawing; Adopt VC6.0 and OLE to realize automatic loading bearing assembling drawing and part drawing under AutoCAD circumstance and execute uniform management on these drawings.
The interface for users of the system is easy to operate. The system can calculate or draw efficiently, what's more, the system can be expanded easily. It has been used well in Chendu Kehua Large-Scale Burden Bearing Ltd.
引文
1．徐晓飞，田雨华，薛劲松等．《CIMS计算机集成制造系统知识新解》．兵器工业出版社．2000
2．郑人杰，殷人昆．《软件工程概论》．清华大学出版社
3．王德庆，郑忠俊，沈予洪．《AUTOCAD及程序设计》．成都科技大学出版社．1996
4．薛华成，《管理信息系统》(第三版)．清华大学出版社
5．张凯．《我国工程设计CAD发展现状调查及“用图板”对策研究》．《工程设计CAD及自动化》．1997(1)
6．顾正红．《浅谈AutoCAD的二次开发》．《工程设计CAD及自动化》．1997(2)
7．孙文焕 魏生民 李泉永 邵晓东等．《机械CAD应用与开发技术》．西安电子科技大学出版社．1996年
8．文福安．《最新计算机辅助设计》．北京邮电大学出版社2000年
9．陈晓川 刘晓冰．现代集成制造系统的技术构成及发展策略研究．《组合机床与自动化加工技术》．1999(10)
10．李伯虎等，现代集成制造系统的发展与863/CIMS主题的实施策略，CIMS，1998(10)
11．吴澄，李伯虎，从计算机集成制造系统到现代集成制造系统，CIMS．1998(10)
12．李敏贤，面向21世纪的先进制造技术，机械工业自动化，1998．20(4)
13. (美) Abraham Silberschatz Henry F.Korth S.Sudarshan 《数据库系统概念》．机械工业出版社，2000
14. Wiens G.J.: Overview of Virtual Manufacturing, Proceedings of 2nd Agile Manufacturing Conference: Albuquerque, New Mexico, USA, March 16～17,1995
15．黄上腾．《数据库原理》．上海交大出版社．1992
16.(美)Piroz Mohseni. 《WEB数据库开发人员指南》．机械工业出版社．1997
17. IKimura F.: Product and Process Modeling as a Kernel for Virtual Manufacturing Environment. Annals of the CIRP. 1993, 42(1)
18．陈晓川、刘晓冰、冯辛安，分布式网络化研究中心及其体系结构，计算机辅助设计与制造．1998，12
19．孙家广．cad赋予“创新”新概念．中国计算机报．2000(3)
20．吴扬东 谢庆生．PDM在CAD/CAPP/CAM集成系统中的应用与研究．贵州省CAD应用工程科技期刊(电子版)．1999年第1卷第2期
21．陈亮．面向对象技术在机械CAD中的应用初探．机械研究与应用．2001(2)
22．吴洁明．《Powerbuilder 6.0应用与开发》．清华大学出版社．1999
23．张长富，李勺，严苏娅．《Powerbuilder 6.0开发人员指南》．北京希望电脑公司．1999
24．张长富，李勺，严苏娅．《Powerbuilder 6.0用户参考手册》．北京希望电脑公司．1999
25．李冶钧，陈国定，赵武．《计算机辅助工艺设计》．成都科技大学出版社
26．董逸生．《CIMS中的数据库技术》。机械工业出版社．1997
27．陈道洁，付守默．《AutoLISP程宇及应用开发技术》．成都科技大学出版社
28．雷文强．《基于数据库的派生式CAPP系统》．四川大学，硕士论文
29．尚均．《工艺文件管理系统》．四川大学，硕士论文
30．杨新松．《江麓-浩利计算机辅助工艺设计系统》．四川大学，硕士论文
31．朱宇．《计算机辅助工艺信息管理系统》．四川大学，硕士论文
32．杨晓京，樊瑜瑾，李浙昆．《基于Internet/Intranet网络技术的研究》．机械，1999：(增刊)
33．王杰，蒋玉明，殴国富．《基于分布式数据库的CAPP工具》．机械，1999；(增刊)
34．姚海．《AutoCADR14与外部数据库接口语言和应用》．机械，1999：(增刊)
35．曹守启，高新宝，杨新松，冷进明．《CAPP发展现状与趋势的探讨》．机械，1999：(增刊)
36．张松梅．《C++语言教程》．电子科技大学出版社
37．李淑霞，王时龙，徐宗俊，符欲梅．CIMS环境下集成化生产管理系统．机械．1999(5)
38．王有远，王细洋，杨卫平．敏捷制造环境下CAPP系统探究．制造业自动化．1999(5)
39．冯燕宁．基于并行工程的科研生产系统研究．成组技术与生产现代化．1998(4)
40．何爱新，徐弘山．CAD/CAPP并行集成系统的开发与研究．成组技术与生产现代化．1998(4)
41．陈宏亮．利玛CAPPTools简介。计算机辅助设计与制造．1998(12)
42．赵霞．关于《ARX开发环境下用户图库的实现》的进一步讨论．计算机辅助设计与制造．1998(12)
43．赵丽萍，陈升，何钺．基于PDM的CAPP体系结构研究．计算机应用．1999(1)
44．缪逸，步丰林，张申生．面向对象方法在专用CAD系统建模中的应用．计算机应用．1999(1)
45．毛军波，俞涛，方明伦．PDM技术在集成化CAPP系统开发中的应用．机械设计与制造工程．1999(4)
46．乔良，马均辉，李原，杨海成．基于PDM的CAD/CAPP/CAM/CAE集成系统设计．机械工业自动化．1999(2)
47．马均辉，乔良，李原，杨海成．基于特征的CAD/CAPP/CAM集成方法研究．机械工业自动化．1999(2)
48．王键，张树生，杨百龙，范开桂．PDM系统中电子图纸自动入库技术研究．机械科学与技术．2000(1)
49．刘文剑，常伟，金天国，蔡鹤皋．基于零件特征的生产工艺系统的研究．中国机械工程．1998(4)
50．资小务，王建民，孙家广．基于产品数据管理的系统集成．计算机辅助设计与制造．1998(1)
51．孙江宏，丁立伟，米洁．AutoCAD ObjectARX开发工具及应用．清华大学出版社
2．郑人杰，殷人昆．《软件工程概论》．清华大学出版社
3．王德庆，郑忠俊，沈予洪．《AUTOCAD及程序设计》．成都科技大学出版社．1996
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7．孙文焕 魏生民 李泉永 邵晓东等．《机械CAD应用与开发技术》．西安电子科技大学出版社．1996年
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28．雷文强．《基于数据库的派生式CAPP系统》．四川大学，硕士论文
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30．杨新松．《江麓-浩利计算机辅助工艺设计系统》．四川大学，硕士论文
31．朱宇．《计算机辅助工艺信息管理系统》．四川大学，硕士论文
32．杨晓京，樊瑜瑾，李浙昆．《基于Internet/Intranet网络技术的研究》．机械，1999：(增刊)
33．王杰，蒋玉明，殴国富．《基于分布式数据库的CAPP工具》．机械，1999；(增刊)
34．姚海．《AutoCADR14与外部数据库接口语言和应用》．机械，1999：(增刊)
35．曹守启，高新宝，杨新松，冷进明．《CAPP发展现状与趋势的探讨》．机械，1999：(增刊)
36．张松梅．《C++语言教程》．电子科技大学出版社
37．李淑霞，王时龙，徐宗俊，符欲梅．CIMS环境下集成化生产管理系统．机械．1999(5)
38．王有远，王细洋，杨卫平．敏捷制造环境下CAPP系统探究．制造业自动化．1999(5)
39．冯燕宁．基于并行工程的科研生产系统研究．成组技术与生产现代化．1998(4)
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51．孙江宏，丁立伟，米洁．AutoCAD ObjectARX开发工具及应用．清华大学出版社