基于外部數(shù)據(jù)的組合機床通用部件設(shè)計與研究*

顧 琪，周臨震

(1.鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系，江蘇鹽城 224000;2.鹽城工學(xué)院優(yōu)集學(xué)院，江蘇鹽城 224000）

0 引言

組合機床是一種根據(jù)被加工件的特征以通用部件為基礎(chǔ)、專用部件為補充的高效專用機床，其中通用部件達70% ～90%［1］。當前，隨著CAD技術(shù)的普及組合機床的設(shè)計已經(jīng)普遍跟計算機技術(shù)相結(jié)合，許多組合機床CAD系統(tǒng)應(yīng)運而生［2-4］。越來越多的企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)過程中引入?yún)?shù)化設(shè)計技術(shù)來提高產(chǎn)品開發(fā)效率，而要真正能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)并行管理、產(chǎn)品參數(shù)全相關(guān)性就需要有建立在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫之上的標準模型。開發(fā)基于外部動態(tài)鏈接及數(shù)據(jù)庫的機床通用部件可以為組合機床整體設(shè)計提供支持，也可以實現(xiàn)機床眾多通用零部件的快速設(shè)計與開發(fā)，為縮短機床產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高開發(fā)效率和質(zhì)量提供保障。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 外部數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)

外部數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)通常主要有數(shù)據(jù)訪問對象(Data Access Object，DAO）、開放數(shù)據(jù)庫互連(Open Database Connectivity，ODBC）以及ActiveX數(shù)據(jù)對象(ActiveX Data Objects，ADO）。

(1）通過ODBC訪問外部數(shù)據(jù)庫

ODBC是由微軟公司提出的數(shù)據(jù)庫訪問接口標準。它提供了一組對數(shù)據(jù)庫訪問的標準API，這些API獨立于各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。ODBC可以由統(tǒng)一的驅(qū)動程序來實現(xiàn)對幾乎所有的數(shù)據(jù)庫的操作管理。

(2）通過DAO訪問外部數(shù)據(jù)庫

DAO使用Microsoft Jet數(shù)據(jù)庫引擎來訪問數(shù)據(jù)庫，是第一個面向?qū)ο蟮慕涌?。通過DAO訪問數(shù)據(jù)庫可以通過Visual C++提供的五個MFC DAO類訪問，其與ODBC類兩者除使用的數(shù)據(jù)引擎不同之外，它們還有很多相同的地方。DAO提供的多數(shù)成員函數(shù)和類都與ODBC提供的對應(yīng)的函數(shù)和類相似。

(3）通過ADO訪問外部數(shù)據(jù)［5］

ADO與ODBC相比，使用更加簡便，免去了繁瑣的配置數(shù)據(jù)源工作。ADO庫包含3個基本接口，通過這三個基本接口可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問，它們的主要功能為:_ConnectionPtr接口負責打開或連接數(shù)據(jù)庫文件;_CommandPtr接口存取數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容;_RecordsetPtr接口對數(shù)據(jù)庫下達行動查詢指令，以及執(zhí)行SQL Server的存儲過程。

NX/OPEN訪問其他數(shù)據(jù)，例如可以通過UF_XS_extract_spreadsheet和UF_XS_store_spreadsheet抽取和儲存 SpreadSheet、通過 uc4504、uc4514、uc4524 等 NX/OPEN API中有關(guān)文件的操作函數(shù)來訪問文本文件。

1.2 應(yīng)用程序接口

使用NX/Open進行二次開發(fā)時主要使用其提供的菜單腳本文件、對話框設(shè)計以及應(yīng)用程序接口函數(shù)集三個二次開發(fā)包。NX/Open API是NX提供的與外部應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)接口的函數(shù)集，運用它幾乎可以實現(xiàn)所有能在NX界面上的操作。NX/OPEN API程序能在內(nèi)部程序和外部程序兩種環(huán)境下運行［6］。內(nèi)部UF是以動態(tài)鏈接庫(*.DLL）的形式創(chuàng)建并編譯的，外部UF程序是可執(zhí)行程序(*.EXE）。以動態(tài)鏈接庫運行必須啟動NX Gateway，它執(zhí)行時每個步驟都可以從NX的客戶窗口中得到動態(tài)反映;以可執(zhí)行程序運行只要有NX License的支持不需要啟動NX，因而不能和NX Gateway發(fā)生聯(lián)系。BlockStyler模塊提供了與NX界面風格完全一致對話框可視化設(shè)計工具;MenuScript模塊用于創(chuàng)建或編輯NX的標準菜單和工具條腳本文件。

在NX平臺上，運用NX/OPEN二次開發(fā)工具開發(fā)客戶定制軟件平臺關(guān)鍵在于實現(xiàn)NX軟件、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫以及定制應(yīng)用程序之間的相互通信。圖1為運用內(nèi)部動態(tài)鏈接庫及ODBC方式實現(xiàn)組合機床通用零部件設(shè)計的原理方案。

圖1 通用部件庫設(shè)計原理方案

2 開發(fā)實例

根據(jù)組合機床通用部件的實際設(shè)計需求，在分析具體二次開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)基于外部數(shù)據(jù)及動態(tài)鏈接庫的通用部件設(shè)計實例，其中利用ODBC技術(shù)實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)庫的訪問，利用DLL方式實現(xiàn)定制客戶運用程序運行，利用Microsoft Office Access建立本地組合機床通用部件數(shù)據(jù)庫。

2.1 菜單、對話框及環(huán)境變量設(shè)置

(1）菜單、對話框定制

根據(jù)客戶定制要求可以使用NX/OPEN提供的MenuScript模塊創(chuàng)建或編輯系統(tǒng)菜單和工具條，使用BlockStyler模塊開發(fā)系統(tǒng)對話框。通過編輯菜單文件，定義菜單按鈕響應(yīng)對用DLL，通過對對話框添加回調(diào)函數(shù)來響應(yīng)客戶定制事件。對話框本身可以通過在菜單項中的調(diào)用，實現(xiàn)定制客戶程序與NX環(huán)境相互融合。圖2為組合機床通用部件滑臺設(shè)計對話框。

(2）環(huán)境變量設(shè)置

NX 規(guī)定的目錄有startup、application、udo和dfa，Startup目錄存放NX啟動時加載的動態(tài)鏈接庫文件(*.dll）、菜單文件(*.men）和工具欄文件(*.tbr）;Application目錄存放具體的功能定制程序文件，如對話框文件;Udo目錄用于存放與用戶自定義對象相關(guān)的動態(tài)鏈接庫文件;Dfa目錄存放KF程序文件及對應(yīng)的對話框文件。

圖2 組合機床通用部件滑臺設(shè)計對話框

NX環(huán)境配置文件 ugii_env.dat中存在“UG_VENDOR_DIR”、“UG_SITE_DIR”、“UG_USER_DIR”3個用于注冊工程路徑的環(huán)境變量。組合機床通用部件設(shè)計環(huán)境變量設(shè)置為“UGII_USER_DIR=開發(fā)路徑”。另外多數(shù)應(yīng)用程序開發(fā)還可以添加一個位圖文件，通過“UGII_BITMAR_PATH=開發(fā)路徑位圖文件”指定位圖文件。

2.2 外部數(shù)據(jù)庫建立與訪問

通過Access建立本地組合機床通用部件數(shù)據(jù)庫，包括機械滑臺、液壓滑臺、動力頭、滑臺底座等通用部件數(shù)據(jù)庫，如圖3所示。

圖3 通用部件數(shù)據(jù)庫

使用ODBC訪問數(shù)據(jù)庫時需要指定一個DSN(Data Source Name）以便于連接到一個指定的ODBC驅(qū)動程序。DSN是用于指定ODBC與相關(guān)的驅(qū)動程序相對應(yīng)的一個入口。對通用部件數(shù)據(jù)庫的操作，通常可以使用CDatabase類對象實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接、使用CRecordSet類對象實現(xiàn)對記錄集的操作。

2.3 開發(fā)客戶應(yīng)用程序

通過NX/Open AppWizard應(yīng)用程序開發(fā)向?qū)?，或者通過Win32應(yīng)用程序向?qū)АFC應(yīng)用程序向?qū)Ф伎梢詣?chuàng)建實現(xiàn)客戶調(diào)用的內(nèi)部DLL。

通過添加回調(diào)函數(shù)可以實現(xiàn)客戶定制應(yīng)用程序。如下為滑臺設(shè)計對話框【OK】按鈕的回調(diào)函數(shù)片段:

2.4 組合機床通用部件設(shè)計

運用NX/OPEN二次開發(fā)應(yīng)用程序設(shè)計組合機床一般通用零部件，只需設(shè)計師根據(jù)應(yīng)用程序?qū)Ш竭x擇所需通用部件的型號及部分主要性能參數(shù)，應(yīng)用程序便可以根據(jù)設(shè)計師決策自動匹配相關(guān)通用部件的標準模型，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫寄存數(shù)據(jù)對模型進行更新操作，實現(xiàn)通用部件的快速化設(shè)計。同時設(shè)計師還可以檢索部件詳細尺寸參數(shù)和性能參數(shù)來輔助決策。圖4通過應(yīng)用程序設(shè)計的滑臺三維模型。

圖4 1HYT50液壓滑臺3D模型

3 結(jié)束語

在外部數(shù)據(jù)庫支持下，運用NX提供的外部應(yīng)用程序接口創(chuàng)建并編譯DLL形式的用戶定制函數(shù)，實現(xiàn)對組合機床通用部件的設(shè)計?？梢悦黠@縮短組合機床通用部件的開發(fā)周期，提高機床整體開發(fā)效率、降低成本，同時可以對機床通用部件設(shè)計參數(shù)和信息實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，對企業(yè)知識的繼承和重用也具有重要的意義。

［1］謝家瀛.組合機床設(shè)計簡明手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2002.

［2］高飛，孫俊蘭，李青祝，等.基于UGNX的組合機床多軸箱通用件庫的研究［J］.煤礦機械，2011，32(8）:227-229.

［3］周臨震，顧琪，倪紅軍，等.基于知識的組合機床總體設(shè)計CAD系統(tǒng)的研究與開發(fā)［J］.機械設(shè)計與制造，2012(1）:260-262.

［4］王旭華，廖文和，劉德仿.基于知識的組合機床總體方案CAD系統(tǒng)的研究［J］.組合機床與自動化加工技術(shù)，2002(2）:45-47.

［5］葉建平，賀海暉，石林祥，等.基于ADO的Pro/E數(shù)據(jù)庫接口研究開發(fā)［J］.制造業(yè)自動化，2009，31(4）:98-100.

［6］侯永濤，丁向陽.UG/Open二次開發(fā)與實例精解［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007.