【文章內容簡介】 83。 34 添加多個窗體 37 運行 VB 程序 38 4 機床 夾具管理系統(tǒng) 40 引言 40 夾具管理系統(tǒng)的基本結構 40 機床夾具圖形預覽 40 夾具的使用管理 42 加工人員信息管理 45 夾具的借還管理 46 5 結論 47 致謝 48 參考文獻 49 1 1 緒論 機床夾具在機械制造業(yè)中應用廣泛， 由機床夾具和機床、刀具、工件組成的加工工藝系統(tǒng)，能夠根據(jù)工藝要求，迅速實現(xiàn)工件的定位和夾緊，并在加工過程中保持它們之間的正確相對位置。隨著制造業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品的要求越來越個性化，使得產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來 越短，多品種小批量已成為當今制造業(yè)的主流。 當前，一個以微電子技術為標志的新的工業(yè)革命浪潮正在席卷全球，產(chǎn)品加速更新?lián)Q代，國內外機電產(chǎn)品競爭空前激烈；為了迅速“上品種，上質量，上水平 ，和提高經(jīng)濟效益”，機床夾具在制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。從國際 生產(chǎn)技術發(fā)展趨勢來看，數(shù)控技術（ NC），柔性制造系統(tǒng) (FMS)，計算機集成生產(chǎn) (CIM)將日益成為常用的生產(chǎn)方式，而夾具恰恰正是適合這類生產(chǎn)的柔性工藝裝備。此外，夾具技術還逾越出機床夾具這一范疇，而滲透到各種工藝過程中，形成了組合工藝裝備這一新概念。與之相適應的 NC機 床也得到了迅速發(fā)展。機床夾具的快速設計，已經(jīng)成為機械行業(yè)的主流，因此建立參數(shù)化的夾具庫，對夾具設計人員的意義重大 。 在機械行業(yè)中，許多機械零件的形狀結構具有共同特征，只是相對大小或特征上存在一定的差異，如果能夠通過一個模板模型衍生出不同的模型，就會大大提高設計效率。參數(shù)化設計是將系列化、通用化和標準化的定型產(chǎn)品中 ， 隨產(chǎn)品規(guī)格不同而變化的參數(shù)用相應的變量代替，通過對變量的修改，從而實現(xiàn)同類結構機械零件設計的參數(shù)化。參數(shù)化造型的基本思想是用數(shù)值約束、幾何約束和方程約束來說明產(chǎn)品模型的形狀特征，從而得到一簇在形狀 或功能上具有相似性的設計方案。參數(shù)化實體造型的關鍵是幾何模型的構建。 隨著 CAD 技術的發(fā)展，工程師們已經(jīng)習慣的二維設計正在被三維設計所取代。目前最典型的三維設計工具有 UG、 Pro/E、 SolidWorks、 Solid Edge 等，它們已經(jīng)成為 工 業(yè)界標準。但是這些軟件雖然提供了一些常用的標準件庫，但是都沒有提供夾具設計的參數(shù)化、用戶可方便自擴充的元件庫。這樣，對于夾具設計人員，就常常因為沒有夾具元件庫，而要進行很多不必要的重復繪圖工作，大大降低了設計人員的工作效率。因此在CAD 系統(tǒng)上建立一套用戶自己維護的參 數(shù)化的機床夾具元件庫，可以滿足設計人員快速設計的需求。 SolidWorks 提供了非全約束的參數(shù)化設計主要通過兩種方法實現(xiàn)：一是利用 內嵌的 Excel 工作表 制定參數(shù)，創(chuàng)建多個不同配置的零件或裝配體 。二是利用編程語言作為開發(fā)工具，對 SolidWorks 進行二次開發(fā)，用程序實現(xiàn)參數(shù)化設計。 本文主要介紹以 SolidWorks 軟件 為平臺建立夾具元件庫。 SolidWorks 軟件 支持多種格式的 CAD 文件轉換。用 SolidWorks 建立夾具元件庫，就可以通過相應的文件格式轉換實現(xiàn)其他 CAD 系統(tǒng)的文件，從而可以達到滿足其它 CAD 系統(tǒng)調用的目的。 陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 2 課題的來源及意義 課題背景及主要內容 隨著制造業(yè)中越來越多計算機數(shù)控系統(tǒng)機床和加工中心的使用，產(chǎn)品的開發(fā)更趨向于廣泛的多品種和小批量。由于產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來越短，制造廠商更加意識到以數(shù)控機床為基礎的現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)（ FMS）和柔性制造單元（ FMC） ,需要一種性能可靠、裝配時間短和靈活快速的夾具，并最終實現(xiàn)自動組裝。因此， 機床 夾具 的快速設計在機械制造的各個行業(yè)中逐步獲得推廣和廣泛應用 。為此本文提出基于 SolidWorks 軟件 為平臺，開發(fā)出一套機床 夾具 CAD 系統(tǒng)。主 要的工作是建立機床夾具元件庫，利用 VB 開發(fā)夾具元件，用 Access 存儲 夾具 數(shù)據(jù)。利用 VB 和 Access 建立夾具的管理系統(tǒng)。 課題的主要內容： （ a） 機床夾具庫的建立，通過分析機床夾具元件結構，按夾具定位，夾緊方式對機床夾具進行分類。 （ b） 確定夾具參數(shù)，利用 excel 建立參數(shù)表，自動生成不同的配置。利用 VB 語言對SolidWorks 進行二次開發(fā)，實現(xiàn) VB 與 access 數(shù)據(jù)庫的連接，在 VB 中可添加或者刪除數(shù)據(jù)。 （ c） 在 VB 運行界面里，選擇不同的夾具參數(shù)，在 SolidWorks 軟件中自動繪制對應的夾具圖形。 （ d） 利用數(shù)據(jù)庫軟件對機床夾具進行一個簡單的管理。 國內外對機床 夾具 CAD 的研究 傳統(tǒng)的 夾具設計存在著 勞動強 度大、設計周期長等種種弊端。隨著工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控機床和加工中心的 廣泛應用，以及 CAD、 CAM 等集成系統(tǒng)的發(fā)展，此問題就變得日益嚴峻，因此 夾具計算機輔助設計的研究就成了時代的需要。國內外的研究大致可以分為兩個階段： （ 1） 完全人機交互式組裝系統(tǒng)的研究與開發(fā)階段。 （ 2） 將人工智能引入組裝系統(tǒng)的階段。 因這兩個階段在時間上有很大的交叉性，故分別從國內外的研究歷程來分析一下。 近十幾年國內對夾具 CAD 系統(tǒng)的 開發(fā)： 20 世紀 80 年代中期，中國航空技術進出口公司應歐洲客戶要求， 設計了一套二維計算機組裝軟件，揭開了我國開發(fā)夾具 CAD系統(tǒng)的帷幕。從 20 世紀 80 年代中期開始，我國先后有十余所高校對 夾具 CAD 系統(tǒng)做了探索，以下是北京機械工業(yè)學院研究開發(fā)的幾個系統(tǒng)：① 槽系組合夾具CAD。用于加工中心上 M12 槽系組合夾具設計，運行于十六位微機和 DOS 操作系統(tǒng)下。此系統(tǒng)有一個帶有夾具和工藝信息的編碼系統(tǒng)， 編碼作為輸入信息用作檢索和選擇相似夾具。系統(tǒng)向設計人員提供組裝結構思路，并自動生成清單。② 智能槽系 3 組合夾具 CAD 系統(tǒng)，此系統(tǒng)是在 版本基礎上嵌入了一個組裝專家系統(tǒng)，是基于成組技術的相似夾具的變異式系統(tǒng)，用 AutoCAD 和 DBASE 作為支持軟件。組裝專家系統(tǒng)的主要功能為組裝定位、夾緊方案設計和基礎件 的 選擇。 國外研究開發(fā)計算機輔助夾具設計系統(tǒng)的情況：前蘇聯(lián)早在 20 世紀 70 年代一些專家就開始夾具 CAD 的研究工作。由于所用計算機軟件落后，使發(fā)展受到很大限制。 20世紀 80 年代美國、歐洲不少學者和公司投入這一工作，其中美國密執(zhí)安大學于 1987 年研制成功的 CAD— FMS 系統(tǒng)就很具有代表性。國 際上的這些研究主要是在夾具結構 的自動布局 理論與方法，夾具設計專家系統(tǒng)， CAPP 中增加夾具規(guī)劃功能和實用化夾具CAD 系統(tǒng)的開發(fā)等。 在夾具結構自動布局的理論和方法方面， Amy 用空間投影技術法簡化了工件總體形狀的表示，然后用幾何推理的方法，通過 PSOE 一套立體網(wǎng)絡搜索的策略得到夾具的布局。 對夾具中非回轉體零件所受切削力、定位力矩和夾緊力矩等用一線性規(guī)劃模型表示，然后按照螺旋理論來校驗其平衡，從而得出合理的夾具布局。 在夾具設計專家系統(tǒng)方面， 等設計出了一個用 Prolog 語言為箱體類零件裝配組合夾具的 MODBUILD 系統(tǒng)。這個系統(tǒng)運行時需要技術人員決定工件的定位、夾緊方案作為系統(tǒng)的輸入， MODBUILD 系統(tǒng)就能做出夾具裝配圖的設計。 和 建造了夾具設計的專家系統(tǒng)知識庫。先用現(xiàn)有知識構造知識庫的框架，然后逐步擴大。以此知識庫為基礎的專家系統(tǒng)能產(chǎn)生夾具元件圖，用于顯示加工零件簡單的裝配圖。 這些夾具設計方法大都沿用了 CAPP 的方法，即變異式和創(chuàng)成式。變異式即應用成組技術的原理，由新零件檢索現(xiàn)有類型相似夾具，按新零件的技術要求對已檢 索出的夾具進行修改，最后由繪圖機輸出夾具裝配圖，創(chuàng)成式是根據(jù)輸入信息，系統(tǒng)能或多或少地部分生成夾具裝配圖，在較少的交互方式下完成設計。但創(chuàng)成式仍停留在原始階段，離實用尚有不少的距離，因此兩者結合的智能化系統(tǒng)是目前研究者頗感興趣的問題。專家系統(tǒng)是目前夾具智能化常用的方法。 在組合夾具計算機輔助構型方面，很多學者已經(jīng)應用傳統(tǒng)專家系統(tǒng)技術 ， 如基于規(guī)劃的系統(tǒng)進行了研究，然而由于這種技術的缺陷，已經(jīng)阻礙了該領域的發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下幾個方面： ①應用 設計方面的復雜知識很難簡化為一定的規(guī)則，這些規(guī)則是從以往相似的例子中 歸納總結出來的，然而，利用這些基于規(guī)則的系統(tǒng)很難解決設計中的復雜問題； ②專家系統(tǒng)不能很清楚的表達領域的知識； ③對于以規(guī)則性知識為基礎的專家系統(tǒng)來說，知識的獲取還是一個難題。 當前機床 夾具 CAD 研究開發(fā)中存在的問題有 :自動化夾具設計系統(tǒng)的功能是有限的，許多復雜夾具設計仍需人的干涉 ?，F(xiàn)有 CAD 系統(tǒng)作為商品化 CAD 軟件包，在屏幕上操作幾何形 很費時，所以進一步開發(fā)交互式機床 夾具 CAD 系統(tǒng)，對工業(yè)應用是 很 有陜西科技大學畢業(yè)論文（設計說明書） 4 價值的。 課題的意義 夾具的設計制造在機械制造生產(chǎn)準備工作中占有重要的地位，它的設計與制造質量對 保證產(chǎn)品質量有決定性影響，其設計與 制造的周期在整個生產(chǎn)準備中最長，實際決定著整個生產(chǎn)準備周期 。通過調研我們注意到夾具設計有以下的特點： ⑴ 夾具設計中盡量采用標準件和常用件 設計人員在進行夾具設計時，盡量選用標準件和通用件進行設計，若每次設計人員都需要重新對這些零件進行造型，設計人員必須要做許多重復性的勞動。 ⑵ 夾具設計是一個高度依賴經(jīng)驗的設計問題 設計師在構思夾具設計方案時，往往根據(jù)個人的設計制造經(jīng)驗將新工件的結構特征、制造特征與已有工件的結構特征和制造特征相比較，根據(jù)這些特征的相似性找出與新工件最為相 似的工件及它的裝夾規(guī)劃方案和夾具元件，經(jīng)過調整來獲得新夾具的設計，很少是從頭做起的。 針對這兩個特點，本課題著重研究并充分利用已有的夾具設計經(jīng)驗，將參數(shù)化設計應用到設計中，以進一步縮短工裝設計周期 ， 提高夾具的設計質量，并應用數(shù)據(jù)庫管理、計算機圖形學、成組技術，參數(shù)化技術為用戶提供一個良好的設計環(huán)境，將標準件、通用件以及以往的設計經(jīng)驗存儲在計算機中輔助設計人員進行夾具設計，將大大提高設計人員的效率，減輕他們的勞動強度，因此，本課題是具有先進性和實用價值的。 SolidWorks 是美國 SolidWorks 公司基 于 Windows 平臺開發(fā)的著名的全參數(shù)化三維實體造型軟件，它具有強大的零件設計、鈑金設計、管理設計、繪制二維圖、支持異地協(xié)同工作等功能。它可以實現(xiàn)由三維實體造型向二維工程圖的轉化，能夠使零件設計、裝配設計和工程圖保持全時間的相關和同步。同時 SolidWorks 具有良好的開放性和兼容性。它不僅可以向下兼容二維 AutoCAD，使得以前采用 AutoCAD 軟件進行的設計得以繼續(xù)使用和轉化，同時還可以與許多其他專業(yè)軟件（如有限元分析軟件 Ansys、數(shù)據(jù)加工軟件 Camworks、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) SmarTeams 三維實體設 計軟件 UG、 Pro/E 等）無縫集成為功能十分強大的 CAD 系統(tǒng) ， 完全能勝任大型工程與產(chǎn)品的設計、分析、