電機模具CAD系統(tǒng)的任務是根據用戶的產品圖(即轉子或定子的鐵芯片圖) , 通過運行設計計算應用軟件, 輸出相應的模具成套圖紙。該系統(tǒng)使模具的設計、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品圖的結構和尺寸是完全相同, 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品圖與以前所有的產品圖進行比較, 而這種比較工作就是產品圖的標準判定, 即比較它們的異同。為此我們研制了電機模具CAD系統(tǒng)的產品圖標準判定軟件, 使系統(tǒng)能快速準確地完成產品圖的標準判定工作。

電機模具CAD系統(tǒng)的產品圖標準判定軟件的基本思想就是把當前給定的產品圖中的各結構尺寸與原先貯存在系統(tǒng)中的各產品圖的各結構尺寸進行異同比較, 如比較結果為相同, 則當前的產品圖為標準, 就可直接從模具圖形庫中調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)的設計計算應用軟件, 輸出模具圖紙, 完成模具的設計。下面將介紹該產品圖標準判定軟件的研制過程和方法。

一、產品圖與各模具零件圖的關系

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

1.由槽形結構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)形結構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) 形結構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)形和扣片形結構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.由全部三類結構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)形結構圖

圖3：槽形結構圖

 

二、標準判定結論

由上述關系, 得出下列標準判定結論:

1 . 當給定的產品圖上所有結構和尺寸均被判定為標準, 則可從模具圖形庫中調出所有相應的模具零件圖。

2 . 當給定的產品圖上所有的結構和尺寸均被判定為不標準, 則須運行設計計算應用軟件, 輸出所有相應的模具零件圖。

3 . 當給定的產品圖上的槽形結構和尺寸被判定為標準, 則相應的類模具零件圖可從模具圖形庫中調出。

4 . 當給定的產品圖上槽形和環(huán)形的結構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出。

5 . 當給定的產品圖上的扣片(記號) 結構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出。

6 . 當給定的產品圖上的環(huán)形結構和扣片 (記號) 形結構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, 設給定的產品圖中的環(huán)形結構尺寸數(shù)據為A (l) 、 A (2 ) 、 A (3 ) 、 A (4 ) 、 A (5 ) , 產品圖庫中某一產品圖的環(huán)形結構尺寸數(shù)據為A A (1 )、 A A (2 ) 、 A A (3 ) 、 A A (4 ) 、 A A (5 ) 。則判定給定的產品圖的環(huán)形結構尺寸數(shù)據是否標準的判定公式:
同理可設圖3 中槽形結構尺寸數(shù)據為B (1) 、 B (2 ) 、B(3 ) 、 B (4 ) 、 B (5 )、 B (6 ) 、 B (7 ) , 產品圖庫中某一產品圖的槽形結構尺寸數(shù)為BB (l) 、 B B (2 ) 、 B B (3 )、 BB (4 ) 、 BB (5 ) 、 B B (6 ) 、 B B (7 ) 。設圖4 中扣片(記號) 形的結構尺寸數(shù)據為C (l ) 、 C (2 ) 、 C (3 ) , 產品圖庫中某一產品圖的對應尺一寸數(shù)據為C C (l) 、 C C (2 ) 、 C C (3 ) , 從而導出槽形結構尺寸數(shù)據和扣片6 己號) 形結構尺寸數(shù)據的標準判定公式:
四、各界面的內部結構和使用方法

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

1 . 系統(tǒng)各界面的內部結構

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

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

模具圖形庫由6 個子圖形庫組成, 它們是產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)據文件組成。圖形文件存貯其圖形, 數(shù)據文件存貯其圖名。因此, 模具圖形庫的每一層內容為某一產品圖的圖形和圖名以及與其對應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)的設計計算應用軟件根據張給定的產品圖完成了成套的模具圖紙的設計、計算和繪制, 然后由專門的程序把產品圖的全部尺寸數(shù)據輸人產品圖數(shù)據文件庫, 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)接到一張給足的產品圖, 首先就由標準判定軟件把給定的產品圖尺寸與產品圖數(shù)據文件庫中的各產品圖的尺寸進行比較, 也就是根據公式(1 ) 、 (2 ) 和(3) 進行標準判定。由判定的結果, 根據判定的結論, 軟件輸出調用指令或運行指令。軟件如輸出調用指令, 表明判定結果為標準。用戶根據調用指令的內容, 從模具圖形庫調出所需的 . 模具圖紙。軟件如輸出運行指令, 表明判定結果為不標準, 用戶運行系統(tǒng)的設計計算應用軟件, 完成模具的設計、計算和繪圖。設計計算應用軟件還要向產品圖數(shù)據文件庫、模具圖形庫輸入產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 分別是產品圖的環(huán)形結構, 槽形結構和扣片(記號) 形結構的標準特征值。如結構尺寸判定為標準, 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類信息的內容說明如下:

I 類信息—按已輸出的圖名, 從模具圖形庫中調出全部圖紙。

Ⅱ類信息—運行設計計算應用軟件, 輸出全部圖紙。

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

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

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

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

Ⅶ類信息— 按已輸出的第三類零件圖名, 從模具圖形庫中調出其圖紙, 然后運行設計計算應用軟件, 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驗。