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螺栓球节点CAD_CAM系统集成方案

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CAD与CAM集成

CAD与CAM集成

• 在几何模型上人工定义特征 • 由计算机自动识别特征 • 在原有实体造型系统支持下的特征建模
返回10.2
18
二、CAD/CAPP集成的方法
专用格式文件交换的集成方法 2. 中性格式文件交换的集成方法 3. 数据库交换的集成方法 以上三种方法，其实现难度依次递增。
1.
19
10.3
10.3.1
CAD/CAM(NCP)集成
4
• 计算机集成制造系统（CIMS） （Computer integrated manufacturing System） • 数控编程2
CAD/CAM集成的概念
一、CAD/CAM集成的概念与内容 通常所说的CAD/CAPP/CAM集成（即3C集成) 是指信息及物理设备两方面的集成（即功能 集成、信息集成和过程集成） 。 从信息集成角度上看，所谓3C集成包括两方 面： 1. 3C系统内部集成 2. 3C系统与大系统中其他子系统的外部集成。
27
零件的产品信息模型
零件信息模型
管理信息
形状信息
工艺信息
零件总体属性
基本形状
返回10.5
形状特征
尺寸公差
形位公差
表面粗糙度
28
10.5.2
数据交换技术
一、数据交换技术产生的原因：
由于历史上各种CAD、NCP软件在最初开发过程 中的孤岛现象，导致了它们计算机内数据表示格式十分 不统一，使不同系统间、不同模块间的数据交换难于进 行，影响了软件的集成，影响了软件在使用中效益的发 挥，不利于提高CAD/CAM系统的生产率，因此提出了 建立某种大家都应遵守的数据交换规范的问题。
三、生成式CAPP(创成式CAPP)
由系统中的工艺决策逻辑与算法对加工工艺进行一 系列的决策，从无到有自动地生成零件的工艺规程。

CADCAM第七章 CADCAM技术集成(1)

CADCAM第七章 CADCAM技术集成(1)

4. 集仓储、分拣、包装等一体的综合服务 集仓储、分拣、 采用先进的WMS及MIS等信息系统，将运输管理、 及 等信息系统， 采用先进的 等信息系统 将运输管理、 仓库管理以及订单管理进行一体化整合； 仓库管理以及订单管理进行一体化整合； 在全国30个省、自治区及直辖市拥有近 在全国 个省、自治区及直辖市拥有近25(10)万平 个省 万平 米的库房，其中北京、上海、广州、 米的库房，其中北京、上海、广州、天津建有近 75000(10000)平米的立体库，天津建有 平米的立体库 平米的立体库，天津建有12000(2000)平 平 米的恒温仓库 恒温仓库。 米的恒温仓库。 携手中国平安、广州美亚保险公司， 携手中国平安、广州美亚保险公司，为客户提供实 际意义上的门到门货物运输保险 例如易碎品保险、 门到门货物运输保险， 际意义上的门到门货物运输保险，例如易碎品保险、 通讯产品等高价值物品保险以及承运人保险。 通讯产品等高价值物品保险以及承运人保险。 对合同客户提供异地调货服务和收货方支付运费的 对合同客户提供异地调货服务和收货方支付运费的 调货服务 到付结算业务 业务。 到付结算业务。
B. 宅急送：全力打造综合物流 宅急送： 1. 宅急送物流理念的诞生 — 宅急便的克隆版 宅急便在日本的普及； 宅急便在日本的普及； 1993年从日本回国 ， 随身携带两宝 ： 北京地图和 年从日本回国， 随身携带两宝： 年从日本回国 30万日元； 万日元； 万日元 2. 创业的艰辛：半年的投入＝4700元的回报 创业的艰辛：半年的投入＝ 元的回报 国家整体经济水平不高， 国家整体经济水平不高，人们 生活水平低， 生活水平低，消费需求尚未达 到一定程度； 到一定程度； 法律环境和商品意识还未达到 一定的高度； 一定的高度； 例如： 例如：门市网点的背叛和后院 起火

第十一章 CADCAM集成

第十一章 CADCAM集成
从应用角度，CAD/CAM集成系 ， 统一般采用 递阶控制体系结构 递阶控制体系结构， 包括公司、厂 /所、工作站（单元） 包括公司、厂/ 及设备等五层
递阶控制的体系结构
� 从应用角度： CAD/CAM集成系统，一般采用递阶控制体系结构，包括 、厂/所、车间 、工作站 （单元） 及设备 等五层 公司 公司、 车间、 工作站（单元） （单元）及 设备等五层 主要任务是 市场预测、生 产规划及资源 规划、对向厂/ 所下达的任务 及进度进行宏 观调控 根据公司下达的计划任务，以产生管理 功能为核心，制定主生产计划、物料需 求计划、生产能力需求计划，并向EDS 和MAS分别下达设计任务和生产任务； 制定质量规划、检测计划、综合质量管 理信息、向车间下达产品质量的管理任 务；完成无图纸的CAD、CAPP、CAFD 和CAM任务
（４）经营管理信息分系统（ MIS ） 经营管理信息分系统是企事业单位的一种现代化
工具，在CIMS环境下建立的MIS以缩短产品生产 周期、减少流动资金、提高企业经济效益和应变 以计划管理为中心，在计算机 能力为主要目的， 能力为主要目的，以计划管理为中心，在计算机 网络和分布式数据库的支撑下，与CIMS中的其它 ，其核心是适用于各个进程的决策 系统实现集成 系统实现集成，其核心是适用于各个进程的决策 支撑系统。
� 信息技术不是在统一的平台上 实现的 � 不同软件（系统软件和应用软 件）之间无法实现信息传输 � 不同的数据库之间无法实现数 据共享 � 不同的通讯协议使设备之间无 法实现信息交换
集成系统应具备的基本特征
系统各部分的输入可一次性完成，每一部 � 数据共享： 数据共享：系统各部分的输入可一次性完成，每一部 分不必重新初始化，各子系统产生的输出可为其它有 关的子系统直接接收使用，不必人工干预。 ：系统中功能不同的软件系统，按不同用 系统集成化：系统中功能不同的软件系统，按不同用 � 系统集成化 统一的执行控制程序 来组织各 途有机的结合起来，用 途有机的结合起来，用统一的执行控制程序 统一的执行控制程序来 ，保证系统内信息流畅通，并协调各子 种信息的传递 种信息的传递，保证系统内信息流畅通，并协调各子 系统有效地运行。 系统采用 开放式体系结构 和通用接口标准 � 开放性： 开放性：系统采用 系统采用开放式体系结构 开放式体系结构和 系统内部，各个组成部分之间易于数据交换、易于扩 充；系统外部，一个系统能有效地嵌入另一个系统中 作为其组成部分，或者通过外部接口，有效地连接、 实现数据交换。

第八章_CADCAM系统集成技术

第八章_CADCAM系统集成技术
CAD/CAM技术 CAD/CAM技术
第 七 章 计 算 机 辅 助 工 艺 设 计
解决数据格式不同的问题。同时数据交换标准的 研究也促进了统一数据库技术的发展。 在人们的不断研究与探索过程中，提出许多 数 据 交 换标 准 。 其中 最 著 名、 应 用 最广 泛 的 是 IGES标准和STEP标准。
CAD/CAM技术 CAD/CAM技术
第 七 章
标准格式数据文件
Байду номын сангаас
计 算 机 辅 助 工 艺 设 计
前 置 处 理
后 置 处 理
前 置 处 理
后 置 处 理
前 置 处 理
后 置 处 理
系统A
系统B
系统C
图8－3 基于标准格式接口的系统集成
CAD/CAM技术 CAD/CAM技术
第 七 章 计 算 机 辅 助 工 艺 设 计
CAD/CAM技术 CAD/CAM技术
第 七 章 计 算 机 辅 助 工 艺 设 计
二．CAD/CAM系统集成方法 CAD/CAM系统集成方法 1．通过专用格式接口文件实现集成 下图给出的是最早的CAD/CAM集成的模式，单 元系统的独立性非常强，至多是提供一种专门的 数据格式。要解决应用问题，首先需要进行前置 前置 处理，将问题转换成这种专门数据格式的表达形 处理 式，系统处理过后，还要经过后置处理 后置处理，还原到 后置处理 应用问题空间，才能看到处理结果。 随着计算机软硬件的技术发展和应用CAD/CAM 水平的迅速提高，这种集成模式越来越少。
CAD/CAM技术 CAD/CAM技术
第 七 章 计 算 机 辅 助 工 艺 设 计
①IGES标准 IGES标准 IGES（Initial Graphics Exchange Specification）标 准，初始化图形交换标准，是由美国国家标准和 技 术 局 （ National Institute of Standards and Technology，NIST）研究提出的数据交换标准。 IGES定义了产品图形数据交换的文件结构、语法 格式以及几何要素与拓扑关系的表达方式。因此 IGES只是一种图形几何信息交换的标准，还不能 进行产品信息的交换。另外，IGES对数据传输不 可靠，输入输出过程往往有数据丢失；而且IGES 文件的有些语法结构有二义性，不同系统可能作 出不同的解释。 课本上给出了IGES的文件结构。

8.5CAD／CAM总体结构及 应用举例

8.5CAD／CAM总体结构及 应用举例

(2) CAPP子系统 CAPP子系统由下列模块组成：
1)零件输入模块 2)CAPP零件信息建模 3)工艺决策模块 4)工序设计模块 5)工艺文件管理模块 6)工艺数据库 7)工艺知识库
CAPP子系统的主要特点 ①工艺决策方法融合了传统派生法、创成法与专家系统的长处 ，将基于实例的推理、基于知识的推理与子任务分解策略有机 地结合起来，提供了派生式、创成式和检索式三种工艺决策方 式，从而使决策方法更加实用、灵活，提高了解决问题的能力 ②系统的零件信息模型采用与CAD系统相统一的基于特征的产 品定义模型，使CAPP系统能自动从CAD系统直接获取知识别 零件信息，从而实现CAD／CAPP／CAM的集成。
一、某纺机P— CIMS中所 实现的回 转体零件 和箱体墙 板类零件 CAD／ CAPP／ CAM系统 的结构、 功能和技 术原理 图8—l0 回转体零件CAD／CAPP／CAM系统的总体结构
1．回转体零件CAD／CAPP／CAM集成系统，它由 CAD子系统、CAPP子系统、CAM子系统 、工具管理 子系统、设备环境定义子系统所组成
(3) CAM子系统 它由NC自动编程、后处理器和NC程序输出模块组成。 NC自动编程模块根据CAD输出的零件信息和CAPP系统 输出的工艺文件用标准APT语言自动生成标准APT程序 ，即NC源程序。 后处理器采用Intellipost后置处理软件包进行后置处理， 将APT程序转换成NC加工控制指令，由NC程序输出传 输给NC机床。 (4) 工具管理于系统 它包括工具合同管理、通用工具采购计划编制、通用工 具库答理、自制工装管理、组合夹具、模具管理等，对 全厂的工具进行管理，为CAD／CAPP/CAM集成系统提 供工具信息。
图8—12 构
箱体墙板类零件CAD／CAPP/CAM集成系统结

第8章CADCAM集成技术

第8章CADCAM集成技术
ห้องสมุดไป่ตู้
基于PDM平台CAD/CAM系统集成模式 基于PDM平台CAD/CAM系统集成模式 PDM平台CAD/CAM 应用封装 包括应用工具以及由其产生文件的封装，例如：在PDM系统 包括应用工具以及由其产生文件的封装，例如： PDM系统
中可启动封装后二维CAD系统，进行图形修改。 中可启动封装后二维CAD系统，进行图形修改。 CAD系统 特点：集成简单方便，易于实现，只能满足文件整体的应用集成。 特点：集成简单方便，易于实现，只能满足文件整体的应用集成。
产品零部件的自动编码
产品结构数字码编码规则
产品结构的可视化处理
产品工艺信息模型
8.3 产品数据交换标准
一、产品数据交换标准的发展
1981年－美国发布初始化图形交换标准IGES； －美国发布初始化图形交换标准 ； 1982年－美国麦道公司制定并实施产品定义数据接口标准PDDI； 年 美国麦道公司制定并实施产品定义数据接口标准 ； 1984年－美国国家标准技术局（NIST）制定产品数据交换规范 年 美国国家标准技术局（ ； ）制定产品数据交换规范PDES； 1984年－法国宇航局制定数据交换规范SET； 年 法国宇航局制定数据交换规范 ； 1989年－欧共体发布CAD Interface标准 年 欧共体发布 标准CAD*I； 标准 ； ISO在PDES基础上开发产品模型数据交换标准 在 基础上开发产品模型数据交换标准STEP，受到广泛的重视， 基础上开发产品模型数据交换标准 ，受到广泛的重视， 目前仍在发展完善之中。 目前仍在发展完善之中。
三、STEP标准 标准
STEP是什么： 是什么： 是什么
Data)是一种 STEP(STandard for the Exchange of Product Model Data) 是一种 产品模型数据交换标准。 产品模型数据交换标准。 该标准规定了产品设计、 该标准规定了产品设计、制造以至产品全生命周期所需的有关产品形 状、模型、材料、加工方法、装配顺序等信息的定义，对数据交换形式进 模型、材料、加工方法、装配顺序等信息的定义， 行了描述。 行了描述。 STEP由一系列独立的标准文件组成，可独立地进行开发和发布。 由一系列独立的标准文件组成，可独立地进行开发和发布。 由一系列独立的标准文件组成 众多软件公司是STEP标准的制定单位 ， CAD/CAM软件系统均己把 标准的制定单位， 众多软件公司是 标准的制定单位 软件系统均己把 STEP列为数据交换接口，并利用STEP最新成果不断改进完善自身系统。 列为数据交换接口，并利用 最新成果不断改进完善自身系统。 列为数据交换接口 最新成果不断改进完善自身系统

第10章 CADCAM系统集成

应用系统 1 功能交互 信息共享 数据通信 应用系统 2
特征 1) 数据共享；
2) 系统集成化； 3) 开放性 开放式体系结构和通用接口标准，易 于数据交换、扩充 。
2. CAD/CAM集成系统的基本组成
2. CAD/CAM 集成系统的 基本组成
2. CAD/CAM集成系统的基本组成
CAD/CAM集成系统的内容
特点
•支持广泛的应用领域； •独立于任何具体的CAx软件系统； •完整表示产品数据，不仅适合于中性文件交换，也是 实现产品数据库共享的数据库的CAD/CAM集成
从产品设计到制造的所有环节都与工程数据有数据交 换，实现了数据的全系统的共享。
产品设计造型 有限元分析 优 化 设 计 自 动 绘 图 模 拟 仿 真 系 统 接 口 工艺过程设计 数 控 编 程
思考题
1. 什么是CAD/CAM系统集成？涉及哪几方面 的内容？ 2. 为何要进行集成？有何作用和意义？ 3. 实现CAD/CAM系统集成的方法有哪些？
3. CAD/CAM集成方法
PDM系统体系结构
3. CAD/CAM集成方法
3.4.2 基于PDM的CAD/CAM内部集成
3. CAD/CAM集成方法
3.4.3 基于PDM的CAD/CAM外部集成 MRPⅡ与 PDM的集成 其本质是实现设计、工 艺与企业管理、生产、 质检、财务等各部门之 间的集成，是产品信息 与经营管理信息的集成 ，即实现企业全局信息 的集成。
第10章 CAD/CAM系统集成
第10章 CAD/CAM系统集成
1 概念 2 CAD/CAM集成系统的组成 3 CAD/CAM集成方法
1. 概念 1. 概念
集成是指将基于信息技术的资源及应用（计算机软硬件 、接口及机器）聚集成一个协同工作的整体，集成包含 功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控 制。

CADCAM第八章 CADCAM技术集成


库存信息（SI-Stock Information ）
库存信息是保存企业所有产品、零部件、 在制品、原材料等存在状态的数据库， 包括： 现有库存量 计划收到量(在途量) 已分配量 提前期 订购(生产)批量 安全库存量
1. 2. 3. 4. 5. 6.
2.1.3 MRP的基本任务
1. 从最终产品的生产计划(独立需求)导出相关 物料(原材料、零部件等)的需求量和需求时 间(非独立需求)；
2.1.2 MRP的基本构成
生产什么 主生产计划 MPS 需要什么 物料清单 BOM 物料需求计划 MRP 有什么 库存信息 SI
每一项加工件的建议计划 开始生产日期和完工日期 需求数量 生产作业计划
每一项采购件的建议计划 订货日期和到货日期 需求数量 采购计划
MRP的基本构成是： 主生产计划(MPS)、物料清单(BOM)、库存信息（SI ）
1.2 CAM的广义概念
狭义概念＋制造活动中与物流有关 的所有过程（加工、装配、检验、 存贮、输送）的监视、控制和管理。
1.3 物流的概念
• 什么是物流？ 1. 物：一切可以进行物理性位臵移动的 物质资料 ； 2. 流：物理性位臵移动。 3. 物流：为了满足客户的需要，以最低 的成本，通过运输、保管、配送等方 式，实现原材料、半成品、成品及相 关信息由商品的产地到商品的消费地 所进行的计划、实施和管理的全过程。
由于独立需求不能直接从其它产品的需求中派生出来， 所以企业更加强调对独立需求的管理： 1. 发挥积极作用，影响独立需求 增加销售人员压力，将工资与销售额挂钩：我的同学
奖励员工：带薪旅游
对顾客进行有奖促销：蒙牛与伊利
对产品实行一定的降价 ：宜家
2. 被动、简单地响应市场需求（满负荷运营企业 ） 广告费用过高，企业无力改变需求 市场规模一定且处于稳定状态，需求超出其控制范围

第六章CADCAM集成系统


学习内容
1. CAD/CAM集成技术概述
2. CAD/CAM集成数据管理
3. 产品数据交换标准 4. PDM技术集成方案
重点：CAD/CAM数据交换标准
1. CAD/CAM集成技术概述
•
近年来，独立的CAD、CAPP、CAM、CAE、CAFD系统获得了 飞速发展，分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控 编程自动化等方面起到了重要的作用 随着计算机技术日益广泛深入的应用，人们很快发现，采用各 自独立的系统不能实现系统之间信息的自动传递和交换，不但影 响效率的提高，而且人工转换过程中难免会发生错误
基本出发点：着眼产品整个 生命周期，寻求产品数据完全 实现交换和共享的途径，以期 在更高的程度和更宽的范围实 现集成 主要途径：采用STEP产品数 据交换标准，逐步实现统一的 系统信息结构设计和系统功能 设计 从应用角度，CAD/CAM集成 系统一般采用 递阶控制体系结 构，包括公司、厂/所、工作站 （单元）及设备等五层
• CAD/CAM集成技术的定义
• CAD/CΒιβλιοθήκη M的集成方法• CAD/CAM集成的体系结构 • CAD/CAM集成系统数据流程图
• CAD/CAM集成的关键技术
• CAD/CAM集成案例
CAD/CAM集成技术的定义
定义：指在总体设计的指导下，以工程数据库为核心，以网络为 支撑，把各种不同功能的软件系统按不同的用途有机的结合起 来，在同一的执行控制程序组织下，实现各种信息的传递。
• 从计算机实现角度： CAD/CAM系统的层次结构可分为计算机硬件与系统软 件、网络、数据库、应用集成框架/协同工作环境及应用 软件五层
递阶控制的体系结构
• 从应用角度： CAD/CAM集成系统，一般采用递阶控制体系结构，包 括公司、厂/所、车间、工作站（单元）及设备等五层

CAD.CAM的集成

IGES PDDI PDES SET
STEP
产品数据管理技术
PDM技术：为了提高数据传输效率和系统的 集成化程度，保证各系统之间数据一致性、 可靠性和数据共享，采用工程数据库管理系 统来管理集成数据，使各系统之间直接进行 信息交换，真正实现CAD／CAM之间信息交换 与共享。
参数化技术
参数化设计是新一代智能化、集成化CAD系统 的核心内容，也是当前CAD技术的研究热点。 参数化设计技术：草图设计、尺寸驱动修改图形。 优点：产品系列化设计、修改； 对多种方案进行比较； 提高产品的设计效率；
CAD与CAM的集成
CAD／CAM集成指的是把CAD、 CAE、CAPP、CAM等各种功能软件 有机地结合在一起，用统一的执行 程序来控制和组织各功能软件信息 的提取、转换和共享，从M与CAD/CAM集成的关系
CAD/CAM集成的关键技术
• • • • 特征技术 产品数据交换技术 产品数据管理技术 参数化技术
通过对零件的参数化设计可以更方便，更快捷使 CAD软件与其他软件的集成。
特征技术
基于特征的产品数据模型是系统集成的 有效途径，支持从产品从结构设计与分析到 工艺、装配设计的整个工程设计阶段所需的 产品信息，能够方便地实现CAD/CAM之间的 数据交换和共享。
产品数据交换技术
由于CAD，CAM软件在最初开发的过程中 的孤岛现象，导致了他们计算机内数据表示 格式十分不统一，不同系统和模块之间的数 据交换难以进行，影响软件集成。为此提出 了建议一种大家都应遵守的数据交换的标准。
参数化实例
修改图形的尺寸名称
添加约束
拉伸，并修改拉伸尺寸名称
通过修改代码中的尺寸值实现对零件的修改
Call ChangePara(Part, 0.05, 0.02, 0.02, 0.02, 0.05, 0.02, 0.2) Sub ChangePara(Part, Val1, Val2, Val3, Val4, Val5, Val6, Val7) Part.Parameter("HeightUp@草图1").SystemValue = Val1 Part.Parameter("HeightDown@草图1").SystemValue = Val2 Part.Parameter("FlangeRight@草图1").SystemValue = Val3 Part.Parameter("FlangeLeft@草图1").SystemValue = Val4 Part.Parameter("Height@草图1").SystemValue = Val5 Part.Parameter("Width@草图1").SystemValue = Val6 Part.Parameter("Length@拉伸1").SystemValue = Val7
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。 目 前 我 国 螺栓 球 加 工 普 遍 还 是采用半 机械 化
装置， 螺孔精度低、 螺 纹 质 量 差 的 情 况 较 为 普 遍， 较 大的 制 造 误 差 将 对 空 间 网 格 受 力 性 能 造 成 显 著 影
２］ 。再者， 响［ 螺栓 球 空 间 网 格 工 程 造 型 愈 来 愈 显 复
建 立 螺栓 球 节点 参 数化 模 型 。
参 数化 模 型 需 要 选取特征 参 数 来 表 示各 零 件 特 征， 并 建 立 相 应表 达 式 来 表 述 特 征 参 数 之 间 的 约 束 关 系 。 螺栓 球 节点 通 常 由 多 个 零 件 组 成 ， 本文设计 的节点 由 螺栓 球 、 高强 螺栓 、 锥头、 封板、 套筒和销钉 组 成 。 考 虑 到 螺栓 球 节 点 构 成 的 复 杂 性 ， 为了更好 地 描 述 和 展 开 分析 ， 给 出以 下定 义 ： 螺栓 球 节点 由 螺 栓 球 及若 干子 节点 构 成 ， 子节点包含螺栓球及其相 应 单 根 杆 件 唯 一 确定 的 全 部 零 件 。 本 文 节点 包 含 高 强 螺栓 、 套筒、 销钉、 封板或锥头， 这样的定义对于标 准 节点和 非 标 准 节 点 都 具 备 一 定 的 适 应 性 。 另 外 ， 子 节点 参 数化 采用 通 过 建 立 全 局 变 量 ， 自上而下的 逐 层 递 进 参 数化 模 式 ， 将套筒和封板、 锥头定义为同 级零件， 高强 螺栓 定 义 为 上 级 零 件 ， 销钉定义为下级 零件， 如图２所示。
７ ５
软件天地

传 播 机 制自 动完成 系 统 内 其 余 关 联 参 数 的 修 改 ， 其 核 心 是 尺寸 参 数 对模 型 的 驱 动 。 本 文将 基 于 装 配 约 束 的 参 数化 设计
［ ３］
栓 球 节点 参 数化 模 型 ， 进而通过对特征参数的变量 修改， 从而实现 同 类 螺 栓 球 节 点 参 数 化 设 计。 工 程 信 息 参 数化 流 程 如 图 ３ 所 示 。
／ 魏云亮 ， 等： 螺栓 球 节点 Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 系 统 集成方案
／ 螺栓球 节点 Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 系 统 集 成 方案 ＊
魏云亮 龚 景 海
（ ） 上 海 交 通大学 土木 工程 系 ，上 海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ 摘 要： 考 虑到 螺栓 球 节点 制 造 误 差 对 空 间 网 格 结构 受 力 性 能 的 影 响 以 及 市 场 对 非 标 产 品 制 造 能 力 的 客 观 需 求 ， ／ 提出 基 于 空 间 网 格 结构设计 软 件 开发面 向 数 控 加 工的 螺 栓 球 节 点 Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 集 成 系 统 。 方 案 结 合 基 于 装 配 约 束 的 参 数 化 设计 思想 ， 围绕 螺栓 球 节点的 参 数 化 问 题 进 行 深 入 探 讨 ， 对其中的关键问题参数化模型和参数驱动机制 做出了详尽的论述。系统采用 Ａ 并以 Ｓ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ软 件 建立 了 全 数 据 相 关 的 节 点 信 息 数 据 库 ， ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ软 件 为 开 发 平 ／ 台， 最 终 完 成 了 螺栓 球 节点 Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 系 统 集成 平 台 的 搭 建 。 ／ ； 关键词 ： 螺栓 球 节点 ； Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ；参 数 化 设计 ；Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ
／ Ｔ Ｈ Ｅ Ｉ Ｎ Ｔ Ｅ Ｇ Ｒ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｓ Ｏ Ｌ Ｕ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｏ Ｆ Ｂ Ｏ Ｌ Ｔ Ｂ Ａ Ｌ Ｌ Ｊ Ｏ Ｉ Ｎ Ｔ Ｓ Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ Ｓ Ｙ Ｓ Ｔ ＥＭ －
Ｗ ｅ ｉ Ｙ ｕ ｎ ｌ ｉ ａ ｎ ｏ ｎ Ｊ ｉ ｎ ｈ ａ ｉ ｇ Ｇ ｇ ｇ
） ，Ｖ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． ２ ０ １ ２（ ４ ｏ ｌ ． ２ ７，Ｎ ｏ ． １ ５ ８
／ 图 １ 螺栓 球 节点 Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 系 统 模 型 示意
１ 螺栓球 节点参 数 化设计 １ ． １ 参 数 化 模 型 ／ Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 系 统 集 成 首 先 需 要 建 立 统 一 的 产 品信息模型， 即 参 数 化 模 型。 参 数 化 设 计 是 指 通 过 改变 部 分 特征 参 数 信 息 ， 系统基于完善的模型约束
Ａ Ｂ Ｓ Ｔ Ｒ Ａ Ｃ Ｔ： Ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｏ ｌ ｔ ｂ ａ ｌ ｌ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ － ｇ ｇ ｊ ， ／ ｓ ａ ｃ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｂ ｏ ｌ ｔ ｂ ａ ｌ ｌ Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ Ｃ Ｎ Ｃ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｉ ｓ ｉ ｎ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｉ ｄ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｒ ｏ ｏ ｓ ｅ ｄ － ｐ ｙ ｇ ｇ ｊ ｐ ｐ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｓ．Ｔ ｈ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｌ ｓ ｏ ｍ ｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｒ ｋ ｅ ｔ ｏ ｂ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ｏ ｆ ｎ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ － ｇ ｙ ｊ ｇ ｐ ｃ ａ ａ ｃ ｉ ｔ ． Ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｓ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｓ ａ ｃ ｏ ｍ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｍ ｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ － ｐ ｙ ｇ ｐ ｐ ｐ ｙ ｙ ， ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｓ ｏ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｎ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ． Ｉ ｎ － ｐ ｐ ｐ ｇ ， ， ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｆ ｕ ｌ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｎ ｏ ｄ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ａ ｎ ａ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ． Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ａ ｎ － ｙ ｙ ｇ ｙ ／ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｏ ｌ ｔ ｂ ａ ｌ ｌ Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ｏ ｉ ｎ ｔ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ． － ｇ ｙ ｊ ｐ ： ； ／ ； ； ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｋ Ｅ Ｙ ＷＯ Ｒ Ｄ Ｓ ｂ ｏ ｌ ｔ ｂ ａ ｌ ｌ Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ； ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ － ｊ ｐ ｇ
０ 世纪 ８ ０年代引进我 螺栓 球 空 间 网 格 结构 自 ２ ， 、 国 以 来 在 设计 制 造 和安 装 等 各 方 面都 取 得了 快 速 的发展， 但依旧存在螺栓球节点制造误差大的问 题
［ １］
化 特征 造 型 建 模 ， 最终借用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｃ ＡＭ 生 成 数 控 加 ／ 工代码， 实现 螺 栓 球 节 点 设 计 加 工 全 过 程 的 Ｃ Ａ Ｄ 如图１所示。 Ｃ ＡＭ 一 体 化平 台 的 搭 建 ，
） 。 １ ０ ＱＨ １ ４ ０ １ ５ ０ ０ ＊ 上 海 市 科技 启 明 星 跟踪 项 目 （ 第 一 作者 ： 魏云亮， 男， 硕士 研究 生 。 １ ９ ８ ７ 年出生 ， ： Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｕ ｎ ｌ ｉ ａ ｎ ０ ５ １ ３＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ ｙ ｇ 收稿日期 ： ２ ０ １ ２ －０ １ －０ ５
杂， 不 仅对制 造 精 度要求 高 ， 而 且对 非 标 产 品 的 快 速 研 制 和生 产 能 力 都 提 出 了 新 要 求 ， 可以说传统的螺 栓 球 节点 制 造 工 艺 已 经 在 一 定 程 度 上 阻 碍 了 螺栓 球 空 间 网 格 结构的 快 速 发 展 态 势 和 应 用 领 域 。 ／ 随着 Ｃ 数控机床的 Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 技术的 快 速 发 展 ， 应用越来越普遍， 运用此技术来改造和提升传统空 间网格制造业， 是提高螺栓球节点加工精度和非标 产品制造能力 的 有 效 途 径。 本 着 快 速 高 效 的 原 则， ／ 本文提出 面 向 数 控 加 工 的 螺 栓 球 节 点 Ｃ Ａ Ｄ Ｃ ＡＭ 系 统 集 成 方 案 。 工程 设计 人员可 依据 实 际 需 要 对 螺 同时可将节点参数信息 栓 球 节点 进行 参 数 化 设 计 ， 输 入 后 台 数据 库 ， 并依托 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄＷ ｏ ｒ ｋ ｓ进行 三 维 参 数
（ ， ， ） Ｄ ｅ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｓ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ Ｓ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ２ ４ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｐ ｇ ｇ ｇ ｇ ｙ ｇ