電機模具CAD系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)用戶的產(chǎn)品圖(即轉(zhuǎn)子或定子的鐵芯片圖) , 通過運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出相應(yīng)的模具成套圖紙。該系統(tǒng)使模具的設(shè)計、計算和繪圖基本實現(xiàn)自動化, 效率比原先提高3至4倍以上。

但在系統(tǒng)的實際使用中, 也發(fā)現(xiàn)了一個不盡完善之處, 即系統(tǒng)有時輸出的圖紙與原先已繪制好的圖紙完全相同。出現(xiàn)這種情況的原因在于前后兩張產(chǎn)品圖的結(jié)構(gòu)和尺寸是完全相同, 或部分相同。這就造成了人力、物力及時間上的大量浪費。

為了避免這種浪費,.必須把當前給定的這張產(chǎn)品圖與以前所有的產(chǎn)品圖進行比較, 而這種比較工作就是產(chǎn)品圖的標準判定, 即比較它們的異同。為此我們研制了電機模具CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品圖標準判定軟件, 使系統(tǒng)能快速準確地完成產(chǎn)品圖的標準判定工作。

電機模具CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品圖標準判定軟件的基本思想就是把當前給定的產(chǎn)品圖中的各結(jié)構(gòu)尺寸與原先貯存在系統(tǒng)中的各產(chǎn)品圖的各結(jié)構(gòu)尺寸進行異同比較, 如比較結(jié)果為相同, 則當前的產(chǎn)品圖為標準, 就可直接從模具圖形庫中調(diào)出以前被貯存的模具圖紙, 否則將按照一般的順序, 通過運行系統(tǒng)的設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出模具圖紙, 完成模具的設(shè)計。下面將介紹該產(chǎn)品圖標準判定軟件的研制過程和方法。

一、產(chǎn)品圖與各模具零件圖的關(guān)系

圖1 是一產(chǎn)品圖, 它是電機定子鐵芯片圖。該產(chǎn)品圖可分解為環(huán)形結(jié)構(gòu)(圖2) , 槽形結(jié)構(gòu) (圖3) 和扣片(記號) 形結(jié)構(gòu)(圖4) 。產(chǎn)品圖的這三類結(jié)構(gòu)和尺寸完全決定了各模具零件圖的全部要素。通過對設(shè)計全流程的分析歸納, 把三類結(jié)構(gòu)和尺寸與模具零件的關(guān)系整理如下:

1.由槽形結(jié)構(gòu)和尺寸決定的模具零件為槽形凸模, 粗加工槽形電很和精加工槽形電很等。它們被定義為類零件。

2.由槽形和環(huán)形結(jié)構(gòu)和尺寸決定的模具零件為定位柱, 精加工定位體和粗加工定位體等。它們被定義為第二類零件。

3.由扣片(記號) 形結(jié)構(gòu)和尺寸決定的模具零件為扣片(記號) 凸模, 精加工扣片(記號) 電很和粗加工扣片(記號) 電很等。它們被定義為第三類零件。

4.由環(huán)形和扣片形結(jié)構(gòu)和尺寸決定的模具零件為熱套圈、下模座。定義為第四類零件。

5.由全部三類結(jié)構(gòu)和尺寸同時決定的模具零件為凸模固定板和凹模等。它們被定義為第五類零件。另外還有至第四類零件。至第五類模具零件就是全部的模具零件。

圖1：電機定子鐵芯片圖

圖2：環(huán)形結(jié)構(gòu)圖

圖3：槽形結(jié)構(gòu)圖

 

二、標準判定結(jié)論

由上述關(guān)系, 得出下列標準判定結(jié)論:

1 . 當給定的產(chǎn)品圖上所有結(jié)構(gòu)和尺寸均被判定為標準, 則可從模具圖形庫中調(diào)出所有相應(yīng)的模具零件圖。

2 . 當給定的產(chǎn)品圖上所有的結(jié)構(gòu)和尺寸均被判定為不標準, 則須運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出所有相應(yīng)的模具零件圖。

3 . 當給定的產(chǎn)品圖上的槽形結(jié)構(gòu)和尺寸被判定為標準, 則相應(yīng)的類模具零件圖可從模具圖形庫中調(diào)出。

4 . 當給定的產(chǎn)品圖上槽形和環(huán)形的結(jié)構(gòu)和尺寸同時被判定為標準, 則第二類模具零件圖可從模具圖形庫中調(diào)出。

5 . 當給定的產(chǎn)品圖上的扣片(記號) 結(jié)構(gòu)和尺寸被判定為標準, 則第三類模具零件圖可從模具圖形庫中調(diào)出。

6 . 當給定的產(chǎn)品圖上的環(huán)形結(jié)構(gòu)和扣片 (記號) 形結(jié)構(gòu)和尺寸同時被判定為標準, 則第四類模具零件圖可從模具圖形庫中調(diào)出。

三、標準判定公式的建立

標準判定公式是標準判定軟件的基本公式。如圖2 所示, 設(shè)給定的產(chǎn)品圖中的環(huán)形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)為A (l) 、 A (2 ) 、 A (3 ) 、 A (4 ) 、 A (5 ) , 產(chǎn)品圖庫中某一產(chǎn)品圖的環(huán)形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)為A A (1 )、 A A (2 ) 、 A A (3 ) 、 A A (4 ) 、 A A (5 ) 。則判定給定的產(chǎn)品圖的環(huán)形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)是否標準的判定公式:
同理可設(shè)圖3 中槽形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)為B (1) 、 B (2 ) 、B(3 ) 、 B (4 ) 、 B (5 )、 B (6 ) 、 B (7 ) , 產(chǎn)品圖庫中某一產(chǎn)品圖的槽形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)為BB (l) 、 B B (2 ) 、 B B (3 )、 BB (4 ) 、 BB (5 ) 、 B B (6 ) 、 B B (7 ) 。設(shè)圖4 中扣片(記號) 形的結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)為C (l ) 、 C (2 ) 、 C (3 ) , 產(chǎn)品圖庫中某一產(chǎn)品圖的對應(yīng)尺一寸數(shù)據(jù)為C C (l) 、 C C (2 ) 、 C C (3 ) , 從而導出槽形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)和扣片6 己號) 形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)的標準判定公式:
四、各界面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用方法

標準判定軟件在運行中需要以前產(chǎn)生的圖形和數(shù)據(jù)信息, 這將由系統(tǒng)的界面來完成。

1 . 系統(tǒng)各界面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)界面有二個, 一個是產(chǎn)品圖數(shù)據(jù)文件庫, 另一個是模具圖形庫。

產(chǎn)品圖數(shù)據(jù)文件庫主要是用來存放產(chǎn)品圖的尺寸數(shù)據(jù)。它由產(chǎn)品圖的環(huán)形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)文件, 槽形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)文件和扣片(記號) 形尺寸數(shù)據(jù)文件組成。在氣一種數(shù)據(jù)文件中, 各產(chǎn)品圖的尺寸數(shù)據(jù)和圖名都按一定的次序分層排列。例如環(huán)形結(jié)鉤尺寸數(shù)據(jù)文件的第。層為 “PR 一n ” 加環(huán)形結(jié)構(gòu)的尺寸數(shù)據(jù)。槽形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)文件和扣片(記號) 結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)文件的第n 層分別為“PR 一n ” 加槽形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)、“PR 一n ” 加扣片(記一號) 形結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)。 “ PR 一n ” 代表產(chǎn)品圖的圖名, n 為數(shù)字, 代表產(chǎn)品圖在庫中的序號, 也表示層數(shù)。因此, 產(chǎn)品圖數(shù)據(jù)文件庫的第n 層的內(nèi)容為圖名是“PR 一n ” 的產(chǎn)品圖全部的尺寸數(shù)據(jù)。

模具圖形庫由6 個子圖形庫組成, 它們是產(chǎn)品圖形庫和類至第五類的模具零件圖形庫。每個子圖形庫又由其圖形文件和數(shù)據(jù)文件組成。圖形文件存貯其圖形, 數(shù)據(jù)文件存貯其圖名。因此, 模具圖形庫的每一層內(nèi)容為某一產(chǎn)品圖的圖形和圖名以及與其對應(yīng)的各模具零件的圖形和圖名的總和。

2 系統(tǒng)各界面的使用方法

界面的使用方法如圖5 所示。較初, 當系統(tǒng)的設(shè)計計算應(yīng)用軟件根據(jù)張給定的產(chǎn)品圖完成了成套的模具圖紙的設(shè)計、計算和繪制, 然后由專門的程序把產(chǎn)品圖的全部尺寸數(shù)據(jù)輸人產(chǎn)品圖數(shù)據(jù)文件庫, 再把全部的模具圖紙的各種信息輸入模具圖形庫。從此以后, 每當系統(tǒng)接到一張給足的產(chǎn)品圖, 首先就由標準判定軟件把給定的產(chǎn)品圖尺寸與產(chǎn)品圖數(shù)據(jù)文件庫中的各產(chǎn)品圖的尺寸進行比較, 也就是根據(jù)公式(1 ) 、 (2 ) 和(3) 進行標準判定。由判定的結(jié)果, 根據(jù)判定的結(jié)論, 軟件輸出調(diào)用指令或運行指令。軟件如輸出調(diào)用指令, 表明判定結(jié)果為標準。用戶根據(jù)調(diào)用指令的內(nèi)容, 從模具圖形庫調(diào)出所需的 . 模具圖紙。軟件如輸出運行指令, 表明判定結(jié)果為不標準, 用戶運行系統(tǒng)的設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 完成模具的設(shè)計、計算和繪圖。設(shè)計計算應(yīng)用軟件還要向產(chǎn)品圖數(shù)據(jù)文件庫、模具圖形庫輸入產(chǎn)品圖和模具圖的信息。

五、標準判定軟件的程序框圖及說明

標準判定軟件的程序框圖如圖6 和圖7 所示。圖中的PI 、 PZ 、 P3 分別是產(chǎn)品圖的環(huán)形結(jié)構(gòu), 槽形結(jié)構(gòu)和扣片(記號) 形結(jié)構(gòu)的標準特征值。如結(jié)構(gòu)尺寸判定為標準, 則等于1 , 反之為0。 P 1 、 P2 和P3 的組合形式見表1 。

表1：組合形式

圖6：程序框圖

圖7：程序框圖

圖7 中I 類至Ⅶ類信息的內(nèi)容說明如下:

I 類信息—按已輸出的圖名, 從模具圖形庫中調(diào)出全部圖紙。

Ⅱ類信息—運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出全部圖紙。

Ⅲ類信息—按已輸出的、三類零件圖名, 從模具圖形庫中調(diào)出其圖紙, 然后運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出其余圖紙。

IV 類信息—按已輸出的、二類零件圖名, 從模具圖形庫中調(diào)出其圖紙, 然后運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出其余圖紙。

Ⅴ類信息—按已輸出的類零件圖名, 從模具圖形庫中調(diào)出其圖紙, 然后運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出其余圖紙。

Ⅵ 類信息—按已輸出的第三、四類零件圖名, 從模具圖形庫中調(diào)出其圖紙, 然后運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出其余圖紙。

Ⅶ類信息— 按已輸出的第三類零件圖名, 從模具圖形庫中調(diào)出其圖紙, 然后運行設(shè)計計算應(yīng)用軟件, 輸出其余圖紙。

標準判定軟件的使用明顯地減輕了用戶的工作負擔, 提高了系統(tǒng)的使用效率, 進一步完善了系統(tǒng)的性能。盡管有時該軟件所節(jié)省的時間并不顯著, 但這畢竟提出了一種新的觀點, 并成功地付諸實施, 并為其它專業(yè)化CAD系統(tǒng)的研制及完善提供了頗具價值的經(jīng)驗。