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1、 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I摘摘 要要 计算计辅助设计(CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着 CAD 技术和网络数据库技术的发展，基于网络数据库的标准件库系统得到广泛重视和研究，成为 CAD应用的重要课题。 本文以三维参数化设计软件 Pro/E 为平台，通过加载 Pro/ TOOLKIT 应用程序，利用 MFC 集成方式，以 Oracle 为数据库支撑，建立了一个标准完备、扩展容易、安全性强的标准件库系统。 首先，本论文阐明了课题的提出和意义，对相关文献进行了综述，分析总结了国内外在标准件库系统方面的研究成果，并介
2、绍了 Pro/E 软件以及其二次开发方法。 然后，使用 Windows DNA 构架和 COM 组件技术，提出了基于 C/S 模式的三维参数化标准件库系统的体系结构，建立了系统的功能模型，并对各功能模块进行了详细阐述。接着，详细讲解了标准件库的设计方法。 本文详细阐述了 Pro/ TOOLKIT 二次开发方法，利用标准件三维模型的参数化重构方法，实现了标准件模型的调用。针对本系统非标准件设计，讲解了基于 UDF 的自定义特征库的设计与实现。 木文最后对全文作了总结，并指出了本课题还有待于进行深入研究的一些问题。 关键词关键词：Pro/E 标准件库 Pro/TOOLKIT 网络数据库 华 中 科
3、 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 IIAbstract CAD (Computer Aided Design) technology is in an important field of the current application of computer. With the development of CAD and network database technology, web-based library of standard parts is becoming more and more important and more
4、research is done on it. Based on the Pro/E platform, using the Pro/Toolkit and MFC application integration, and using Oracle as a database manage system, this paper builds a standard parts library system, which has the characteristics of completeness, expandability and safety. Firstly, this paper il
5、luminates the background and significance of the research, and summarizes the correlative articles and the existing research on standard parts library. This paper also introduces the software Pro/ENGINNER and customized development mothods of it. Secondly, the framework of 3-dimension parametric sta
6、ndard library is brought forward by using the Windows DNA framework and COM (Component Object Model) technology. And the framework of function module is established. Each function module is explained in detail. Then, the design approachs and steps of the standaed parts library are described concrete
7、ly. This paper gives the detailed customed development method of Pro/ TOOLKIT. And realizes the automatic transfer of standard part model by using the method of 3D parametric reconfiguration. As to the design of nonstandard parts in this system, this paper illustrates the realization of the user-def
8、ined feature library based on UDF. In the end, this paper summarizes the whole paper, and points out some questions that will be further gone into. Keywords: Pro/E Standard Part Library Pro/TOOLKIT Network Database 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 11 绪论绪论 1.1 课题的提出和意义课题的提出和意义 在产品的整个生命
9、周期中，产品成本中的 83%以上在产品的设计阶段被决定，由此可看出产品设计在产品开发过程中处于相当重要的地位12。 随着科学技术的不断发展，产品设计自动化也日新月异。设计者扔掉手中的图板从手工绘图的阶段解放出来，逐步步入了以计算机辅助设计为特色的时代，也就是人们常说的 CAD 时代。 CAD 是指利用计算机的硬件和软件进行的设计活动，它从根本上改变了过去的手工绘图、发图、凭图纸组织整个生产过程的技术管理方式，使之变为以统一的产品数据库为核心的交互式产品设计、分析、制造和维护的过程。CAD 技术起步于 50 年代后期，经历了四次飞跃：曲面造型系统、实体造型技术、参数化技术、变量化技术。 随着市场
10、竞争的日益激烈，新产品的开发周期变的越来越短，产品的开发费用和时间正成为企业成败的关键性因素3。统计资料表明，在机械产品中，50%左右的零部件属于标准件（称为 C 类件） ，40%左右的零部件属于典型的变型零部件（称为 B 类件） ，而 10%左右的零部件属于全新零部件（称为 A 类件）4。C 类零件结构完全相同，只是选择不同的规格尺寸，B 类零件结构相似，尺寸略有不同。据统计，标准零部件的选用及绘制约占全部设计时间的 70%。可见，在产品设计中，标准零部件的设计是一项费时费力且带有很大重复性的工作，这显然与日趋激烈的市场竟争环境不相适应。因此，有必要在 CAD 平台上利用其提供的二次开发接口
11、进行二次开发，建立符合我国国标或各行业行标的标准件库。 标准件库作为一种信息管理解决方案，是计算机辅助技术的重要组成部分，是实现计算机辅助设计与制造、计算机数据集成、先进制造等技术的基础。它将各种标准件或零件的信息存放在一起，并配有管理系统和相应 CAD 标准接口的大型软件系统。用户可以对标准件库进行查询、检索、访问、提取所需的零件(产品)信息，供设计、制造等华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2工序使用5。所以标准零件库的开发成为 CAD 软件二次开发的一个必不可少的部分。 1.2 相关文献综述相关文献综述 1.2.1 标准件库的研
12、究现状标准件库的研究现状 标准件库应用系统研究工作至今已取得了不少成果，在许多 CAD 平台上开发了标准件库。 标准件库系统的研究与开发可追溯到早期的二维 CAD 平台。如文献6讨论了建立一种运行于 Windows 环境下的标准件库及其管理系统的方法，通过 AutoCADSQL 应用程序接口（ASI）操作由关系数据库 FoxBASE 建立的标准件数据库，对标准件数据库的逻辑结构设计以及系统功能的实现作了简要的描述。 随着参数化特征造型技术的兴起， 标准建库系统中涉及的关键技术即尺寸驱动被妥善地解决，应用于各三维参数化特征造型平台之上的 CAD 系统大量出现。 文献7研究了基于特征的标准件库的结
13、构、功能及数据描述方法，在分析、消化模块的基础上，提出了一种基于特征的三维参数化标准件建库方法及系统实现的关键技术。 文献8介绍了用 VisualBasic 作为开发工具， 在 SolidEdge 平台三维实体参数化建模的二次开发方法。结合数据库技术，具体阐述了机械设计中标准件三维建模基本原理，完成了标准件库软件开发。 文献9阐述了在 Solidworks 中建立各标准件实体模型和标准件尺寸参数库， 然后利用 VisualBasic 调用 Solidworks 为其提供的 API(应用程序接口)功能进行二次开发，通过控制和访问 Solidworks 中的对象，自动生成所需规格的标准件实体的过程
14、。形成Solidworks 环境下操作方便的标准件实体库。 文献10对基于 CATIA 软件的航空产品标准件库的关键技术和实现方案进行了研究，提出了一种基于 CATIA 的标准件库实现方法。对基于 CAAAPI 的标准件实体建模、零件参数表设计、基于 Catalog 的标准件层次结构设计及标准件的数据库存储模式设计等创建标准件库的关键技术进行了描述。 文献11提出了基于组件的标准件库系统体系结构，研究并实现了面向部件建库的华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3标准件库数据库系统设计，实现了标准件库系统管理组件，利用 UG/Open 工
15、具实现了标准件调用和参数化生成接口组件。 文献12通过应用实例，介绍了在 Pro/ENGINEER 环境下，利用二次开发工具族表（Family Table）和程序（Program）建立标准件库的方法和技巧。文献13在研究Pro/TOOLKIT 特征建模编程原理的基础上， 实现了 Pro/E 与 MFC 的接口， 并结合 Pro/E中 Family Table 模块对 Pro/TOOLKIT 中特征建模的机理加以改进， 延伸和扩展了 Pro/E软件的参数化功能。上述文献探讨了 Pro/E 的族表功能，不足的是没有深入研究和充分发挥其功用。 为了提高对各种异构 CAD 平台的适应性，文献14介绍了
16、运行于多种三维参数化CAD 平台下，基于网络数据库的标准件库系统的体系结构设计，实现了 CAD 平台下标准件的分类、设计和校核。对数据库设计、标准分类方法和参数匹配算法的设计等若干关键技术进行了论述。文献15提出了基于 XML 的标准件库系统的体系结构，对三维 CAD 参数化特征造型系统中常用特征的 XML 描述进行了探讨，提出了基于 XML 特征表达的三维标准件库建库方法，为协同设计开辟了一个新思路。文献16论述了三维网络图形数据库的开发及建立标准件库的思想和方法， 提出了基于 STEP 标准的跨平台异种 CAD 系统的通用标准件库的开发思想。 随着网络技术的发展，网络技术为资源管理提供了一种非常好的解决方案。用户不仅可以利用本机资源，还可以通过网络共享网络资源。利用 HTT
