基于SML的零件工艺流程变型设计研究

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摘 要：为了实现零件工艺流程变型设计，学习了事物特性表的原理，探究并建立了标准事物特性表；在Solid Edge系统中建立工艺信息模型，利用Visual Basic对Solid Edge变量表功能进行二次开发，并将两者关联起来，为变型设计做好准备。工艺信息主模型的建立是本文研究的重点，包括事物特性表的建立、零件工艺信息主模型的建立以及两者之间的关联问题。最后，以减速器齿轮轴为例，进行工艺流程变型设计的验证。

关键词：工艺流程变型 二次开发 事物特性表 工艺信息主模型

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0036-01

随着机械加工市场的日益国际化，用户对产品的需求越来越趋向于多样化、个性化，产品的设计周期也变得越来越短。企业不得不放弃原有的产品设计和生产方式，基于sml的产品变型设计技术的研究为企业指明了方向。

基于SML的零件工艺流程变型设计将以事物特性表为基础，驱动参数化CAD系统中的工艺信息主模型，生成新的实例模型，形成新的工艺流程。企业可以在已有产品零件工艺信息的基础上提高自身产品的工艺多样性，缩短设计周期，使自身在市场上更具竞争力。

1 基于SML的零件工艺流程变型设计基本原理

以企业原有产品的工艺信息建立数据库，在此基础上通过事物特性表调取并更改原有的特性值（如零件表面粗糙度）来驱动参数化CAD系统中主模型的变量表，生成新的零件工艺信息主模型，再通过Excel导出新的零件加工工艺流程。

（1）事物特性表原理。事物特性表技术起源于德国，德文表示：Sach-merk Leisten（简称SML），德国于1981年制定了相应的工业标准DIN4000/1-81[1]。

构建事物特性表主要是为了实现对象的主键信息驱动，支持有效的检索和变型设计。首先对企业已有零部件和工艺资源等相关信息进行有效整合，形成相应的产品系列和工艺资源系列。在此基础上，分析各个系列中对象的共性和个性，抽象出能够表征和区分对象的决定性特性，归纳出事物特性参数类，按照规定格式，用不同代码表示事物特性，构建事物特性表模块，并通过本体技术，对其进行有效的维护，以支持后续的工艺流程变型设计[2]。

（2）基于SML的零件工艺流程变型设计原理。为了实现通过SML来驱动Solid Edge系统中的零件主模型变量表，需要用Solid Edge系统中的零件主模型按DIN4000中的规定构建事物特性表，因此，要对Solid Edge变量表功能进行二次开发。Solid Edge内置与CAD系统进行格式交换的数据器，有助于与CAD系统设计数据的集成。在应用程序的接口方面，Solid Edge应用程序采用标准的Windows OLE自动化和组件对象模型（com）技术。用户和软件开发者能够以VB或其他标准程序语言对其进行二次开发[3]。

通过Solid Edge 在其三维设计模型中提供的可供用户操作的变量表，可以定义或编辑零部件模型中各类特征的关系和大小。变量表中的变量可分为尺寸变量和用户变量两种。尺寸变量来源于设计过程，可以直接控制设计中的各个形状特征；用户变量则是用户在变量表中自行定义的变量，可以通过变量表中的数学关系式，将其与尺寸变量联系起来，从而间接控制设计中的各个特征。因此，可以利用Solid Edge 实现满足客户要求的各种变型设计。

2 基于SML的零件工艺流程变型设计过程和方法

2.1 零件工艺信息模型建立过程

零件工艺信息模型主要包括事物特性表、零件工艺信息主模型以及事物特性表与零件工艺信息主模型之间的关联。

2.1.1 构建零件工艺信息模型

模型建立过程如下：步骤1通过对零件的分析建立事物特性表；步骤2基于事物特性表，在Solid Edge系统中建立零件工艺信息主模型；步骤3采用VB对Solid Edge变量表进行二次开发，得到所有设计变量；步骤4利用VB以及OLE技术，将从主模型中得到的所有设计变量提取到事物特性表中，与原来存在于事物特性表中的零件事物特性（或导出特性）关联起来，建立零件工艺信息主模型，为下一阶段的产品变型设计工作做好准备[4]。

2.1.2 变量表的二次开发过程

变量表二次开发过程：

添加类型库―获取零件三维模型中的全部设计变量和物理属性―将获取的设计变量和物理属性与SML中相应的事物特性和导出特性建立关联[4]。

2.2 零件工艺流程变型总体过程

完成零件工艺信息模型建立后，只需按照用户的要求在合理范围内改变事物特性表中的数值，系统就能够自动改变工艺信息主模型中对应的参数信息，生成符合用户要求的零件工艺模型，最后在Excel中导出所需的工艺流程。

3 应用实例

以某减速器齿轮轴的工艺流程变形设计为例。当用户要进行变型设计时，直接从数据库中调取齿轮轴的零件工艺信息，然后将表面粗糙度1由原来的0.8改为1.6，如图1。

同时，新的特性值驱动参数化CAD系统，自动生成新的零件工艺信息主模型；最后在Excel中导出新的零件工艺流程，如图2。

4 结语

本文通过学习事物特性表原理，建立事物特性表；对参数化CAD系统的变量表功能进行二次开发，用VB以及OLE技术将两者关联起来，形成零件工艺信息模型，在此基础上实现零件工艺流程变型设计。通过该技术企业可以大大地缩短零件的设计周期，快速占领市场。

参考文献

[1] 祁国宁，（德）J.萧塔纳，等.图解产品数据管理[M].北京：机械工程出版社，2005.

[2] 陈宗舜.事物特性表GB10091与GT编码、GT图册浅析[J].成组技术与生产现代化，1997.

[3] 沈晓玲.基于VB的Solid Edge参数化设计二次开发[J].现代制造工程，2005.

[4] 鲁玉军，余军合，祁国宁，等.基于事物特性表的产品变型设计[J].计算机集成制造系统，2003，9（10）：840-845.