1 程序参数化建模的工作流程-冲裁模具CAD三维标准件库的开发与...
朱凯 王鹏飞
【摘 要】使用VB 6.0和ACCESS数据库为开发工具，在CATIA平台进行汽车标准件三维图库基于VBScript脚本的参数化设计，并以等长双头螺柱标准件为实例介绍了应用过程。该标准件图库界面友好，操作方便，能与CATIA良好对接，节省了设计时间，提高了企业设计效率。
【关键词】汽车标准件；三维图库；参数化设计
中图分类号： TP391.72 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）17-0011-003
Parametric Design and Application of 3D Standard Library for Automobile Standard Parts
ZHU Kai WANG Peng-fei
（School of Mechanical and Vehicular Engineering， Bengbu University ，Bengbu 233000，China）
【Abstract】Using VB6.0 and ACCESS database as developing tools，the parametric design of 3D standard library based on VBScript is carried out on the CATIA platform.The application process is introduced with the example of the standard bolt.The standard library has friendly interface，convenient operation and good docking with CATIA，saving design time and improving the efficiency of enterprise design.
【Key words】Automotive Standard Parts；3D Gallery；Parameterized Design
0 引言
目前，用于一辆普通轿车上的标准件数量就可以有3000 多个，因此汽车企业在设计制造过程中都十分重视标准化。这些标准件主要集中在螺柱、螺栓、螺母、螺钉、螺塞、铆钉、挡圈、垫圈、密封件、管接件、卡扣等类别[1]。在设计过程中，设计人员会对大部分结构相同，仅尺寸不同的标准件重复建模，浪费人力物力。基于CATIA平台进行汽车标准件三维图库的设计和建立，就可以快速准确生成所需的标准件三维模型，节省设计时间，提高设计效率。
1 三维图库总体设计
1.1 建库的方法与选择
在CATIA平台上建库的方法比较多，大体可分为三类[2-3]。
（1）使用CATIA自带的Formula，DesignTable，Catalog功能模块建立使用标准件库。
（2）使用VB等提供的引用对象库，将CATIA 库文件加入程序框架，引用CATIA的类对象和函数等来进行二次开发。
（3）通过应用CATIA 提供的二次开发工具RADE和库函数CAA （CATIA Application Architecture）的接口，在VC 开发环境中创建标准件库。
第一类由于是CATIA自带的，用户界面不友好，信息管理繁琐。第二类和第三类需要编程比较多，要求高。综合上述几种方法的优缺点，我们改进第二类，综合运用基于VBScript的参数化设计方法来建库。参数化设计的关键在于使用参数、公式和特征等驱动图形以达到改变图形的效果，也就是利用关系表达法创建标准件的三维模型模板，并录制VBScript脚本，将零件各参数信息存放在ACCESS数据库中，再利用VB和CATIA的二次开发技术编写驱动程序和数据库操作程序，获取数据库中零件参数值，用获取的参数值替换修改脚本模板中表达式的参数，总而驱动生成新的三维模型。基于VBScript脚本的参数化设计如图1所示。
图1 基于VBScript脚本的参数化设计
1.2 三维图库体系架构
汽车标准件三维图库的体系架构如图2所示，由CATIA平台应用层、VB程序逻辑层和ACCESS数据库层组成[4]。CATIA平台和VB程序界面之间通过VBScript脚本传递数据，VB程序界面和数据库则通过数据库接口实现数据交换。
图2 汽车标准件三维图库的体系架构
1.3 三维图库的功能结构
汽车标准件三维图库是三维产品数字化定义的重要组成部分，其功能包含有目录结构建立和维护、常用标准件管理、标准件三维建模和用户管理，如图3所示。目录结构的建立和维护是对标准件类型结构树关系的维护管理；常用标准件管理用来对标准件信息进行添加删除和修改等操作；标准件三维建模是主要功能模块，包括二维三维图的查看、标准件参数信息查询和标准件三维模型的生成；用户管理模块则有用户管理、修改密码和权限管理三个功能。为了提高三维图库的安全性，在运行时，不同权限用户能够进入使用的功能模块不同。一般设计人员只能使用标准件三维建模和修改自己密码的功能，而管理员则可以使用所有功能模块。
图3 汽车标准件三维图库的功能结构
2 三维图库关键技术及实现
2.1 在CATIA打开三维图库程序
三维图库程序为（.exe）可执行文件，从CATIA平台打開三维图库程序可以通过以下VBScrip脚本实现。我们还可以将VBScrip脚本自定义在工具栏上，方便当功能菜单使用[5]。
Language="VBSCRIPT"endprint
Sub CATMain（）
CATIA.SystemService.ExecuteBackgroundProcessus"E：＼... ...＼汽车标准件三维图库.exe"
End Sub
2.2 ADO（ActiveX Data Objects）技术
ADO（ActiveX Data Objects）是微软公司开发的一种基于COM（组件对象模型）的自动化接口技术，并以OLE DB（对象连接和镶入的数据库）为基础，它可以快速的创建数据库应用程序。ADO提供了一组简单的，将一般通用的数据访问细节进行封装的对象。
ADO主要由Connection、Command、Recordset三种核心对象类型组成。Connection对象表示到数据库的连接，管理应用程序和数据库之间的通信。Command对象用于执行某些命令，来进行诸如查询、修改数据库结构的操作。Recordset对象被用来获取数据和存放查询的结果。
VB中在使用ADO進行数据访问时，先使用Connection对象创建数据库连接，然后利用建立好的连接，通过Connection、Command对象执行SQL命令，也可以利用Recordset对象对结果记录集进行查询、修改等处理，最后使用完毕，关闭连接，释放对象。
2.3 VBScript脚本模板参数替换
参数值通过SQL语句从数据库中获取，传递到MSFlexGrid控件，以表格的形式显示。在用户界面特征结构树和表格中选中某一类标准件的一条参数记录后，将参数值传递到Text控件，接着将VBScript脚本赋给字符串str。最后利用For循环，依次替换修改str字符串中相应字符串。
3 基于VBScript脚本的参数化设计和应用实例
3.1 基于VBScript脚本的参数化设计
基于VBScript脚本的参数化设计是通过修改草图的尺寸参数来改变模型的尺寸，以实现参数化设计，而修改草图尺寸参数是通过修改VBScript脚本参数来实现的，通过修改VBScript脚本模板的表达式参数，从而产生新的VBScript脚本命令，运行后就可生成新的模型。以下为主要部分的思路和代码。
（1）将VBScript脚本模板以文本方式打开，逐行读取，并其字符赋给字符串str，同时新建并打开一个空白文本。
Open App.Path & "＼muban＼" & XXXX.Text & ".txt" For Input As #FileNumber1
FileNumber2 = FreeFile
Open App.Path & "＼newmuban＼" & XXXX.Text & ".txt" For Output As #FileNumber2
While Not EOF（1）
Line Input #FileNumber1， str
（2）根据2.3的方法，对str字符串循环替换修改，将替换好的str字符串再写入空白文本文件，并关闭打开的文本文件。
For t = 0 To MSFlexGrid1.Cols - 1
str = Replace（str， "xxxx" & t， Text1（t）.Text）
Next t
Print #FileNumber2， str
Wend
Close #FileNumber1
Close #FileNumber2
（3）将写入VBScript脚本的文本文件更改为VBScript脚本文件，再用ShellExecute命令执行。
Name App.Path & "＼newmuban＼" & XXXX.Text & ".txt" As App.Path & "＼newmuban＼" & TXXXX.Text & ".catvbs"
ShellExecute 0&， vbNullString， App.Path & "＼newmuban＼" & XXXX.Text & ".catvbs"， vbNullString， vbNullString， vbNormalFocus
3.2 应用实例
以汽车标准件等长双头螺柱Q128为例，说明在VB环境下基于CATIA平台建立标准件三维图库的过程。
（1）建立标准件的三维模型，录制VBScript脚本，稍作修改做模板用。
（2）在ACCESS中设计数据库，分别建立汽车标准件类型代号的数据表、用户名密码权限的数据表和命名为Q128的数据表，并向表中添加标准件类别、编号、尺寸参数、二维三维图等信息。
（3）在VB环境下，使用Treeview、MSFlexGrid、Image等控件设计界面，主界面如图4所示。
（4）应用上述介绍的关键技术编程，最后做成（.exe）可执行文件。
图4 汽车标准件三维图库界面
（5）将打开汽车标准件三维图库的VBScript脚本加入到工具栏做功能菜单。
在使用三维图库时，先打开CATIA，点击加入的自定义菜单，打开汽车标准件三维图库。从左侧特征结构树中选择所需标准件，查看二维三维图，选中其某一条参数，点击确定生成所选标准件三维模型。生成的等长双头螺柱三维模型如图5所示。
4 总结
本文介绍了使用VB做用户交互界面， ACCESS数据库存储参数，基于CATIA平台汽车标准件三维图库的参数化设计方法，并进行了实例应用。该标准件三维图库能够提高设计的标准化程度，降低错误发生率，提高设计效率。
图5 生成的等长双头螺柱三维模型
【参考文献】
[1]QC/T 326-2013，汽车标准件产品编号规则[S].
[2]胡国强，贾辉.基于CATIA V5 的三维标准件库的创建与使用[J].轻型汽车技术，2010，38（10）：34-37.
[3]沈燕辉，邹凌华，戴礼强.基于CATIA标准件参数化设计及标准件库建立[J].汽车工程师，2012，39（9）：53-55.
[4]傅盛荣，肖尧先，彭晨. 基于UG汽车三维标准件库的开发[J].机械工程师，2011，43（11）：37-39.
[5]胡挺，吴立军.CATIA二次开发技术基础[M].北京：电子工业出版社，2006，6-7.endprint
