基于VISI的模具标准件库构建技术研究

李铁钢,邱绵振

(沈阳工程学院 机械学院,辽宁 沈阳 110136)

模具属于材料成型的工艺装备,其生产水平是机械制造水平的重要标志之一。为提高模具的设计水平和制造效率,设计人员广泛采用标准件和通用件,大大减少了重复性的劳动,提高了设计质量,缩短了产品的研制周期,提高了新产品的市场竞争力[1-2]。因此,研究模具标准件库的构建具有重要的现实意义。

英国VERO 公司的VISI软件是世界模具业公认的CAD/CAM 解决方案,具有独特而完整的应用组合,包括线架构、曲面及实体建模,全面的2D 和3D 加工策略以及专业的模具设计工具,可以对模具进行智能编程加工[3-4]。

在CATIA、SOLIDWORK、PRO/E和UG等软件中的标准件模块都需要建立标准件的三维实体参数化模板图形文件,而后利用开发工具生成标准件。在VISI软件中不需要建立三维实体参数化模板图形文件,只需要建立数据库和信息模型文件,而后利用二次开发工具生成标准件。

1 关键技术及实现方法

1.1 标准件库体系框架

如图1所示,VISI标准件构建包括厂商设置、数据建模、标准件编辑和实体程序生成等步骤。

图1 标准件库构建流程

标准件库以分级目录形式存储,目录结构体系如图2所示。Darwin为在VISI软件中显示的标准件所在的厂商名称,可以根据需求更改名称,目录Bmp、Builders、Dbs和Messages不允许修改。

Bmp下的A.bmp为标准件A的调用显示图标,要求分辨率不大于48×48。

Builders存放标准件同VISI的调用接口数据和模型生成程序,以标准件A和B的目录存在。在标准件A的文件夹下,A.elf为零件的模型;A.grf为装配件的模型,为XML格式的文本文件,通常在VISI的标准件构造器中生成;A.py为模型生成程序,为python语言源程序;A.pyc为python语言编译后生成的目标文件。

Dbs目录下存放标准件的数据文件,以标准件的大类别形式存在,比如Mould为注塑模标准件,Progress为冲压模标准件。Progress下的Group_Of_Elements存放装配信息,其中Group_Of_Elements.cfg文件存放装配件的具体配置信息。而Darwin目录存放所有标准件的数据,其中Darwin.bmp为Darwin标准件的厂商图标文件,分辨率为75×30;Darwin.mdb为标准件的参数尺寸数据库;Darwin.cfg文件中保存标准件配置信息,其作用是在软件中调用标准件后,标准件名称出现在下方显示的栏目中;Darwin.norm文件建立规格数据库和软件中标准件规格栏的对应关系。

Messages为标准件库定制过程中使用的提示信息文件,其中的CHN、ENG和TCHN等为按区域语言存放,分别对应于简体中文、英文和繁体中文等,名称按语言包缩写定义,不许改变目录名称,必须为每种语言版本分别建立语言文件夹,即使仅使用一种语言也不例外,其下的A.mes和B.mes表示标准件A和B中用到的信息文件,文件为ASCII码文本文件格式[5]。

图2 标准件库目录体系

1.2 标准件编辑

利用标准件编辑器定制数据接口,生成XML格式的elf或grf文件,进行界面数据输入,调用标准件数据库Darwin.mdb的标准件参数。elf为单一的零件数据,grf为装配组件数据。标准件编辑器均由元素定义、动作(Actions)、变量(Variables)和约束(Al)等部分组成。

元素定义显示标准件名称、描述信息、显示色彩等;动作(Actions)用来进行具体化元素模型的交互操作,进行安装模板的选择,选择标准件的放置点和方向等;变量(Variables)添加元素的变量,设置变量的计算表达式等;约束(Al)定义变量的计算机制,能够动态地计算变量的数据值。

变量类型有DOUBLE、DOUBLE_LIST、LONG、LONG_LIST、POINT、POINT_LIST、VECTOR、VECTOR_LIST、STRING和STRING_LIST等。变量有缺省变量和自定义变量两种形式,常见的缺省变量如表1所示。

表1 缺省变量

变量的特性有VALUE、ANGLE、NUMBER、SOLID、FACE、EDGE、DIRECTION和STRING等。变量的数据来源于建立者、规则和数据库,建立者表示在标准件编辑器中设定数值;规则表示来自规则表;数据库表示来自标准件数据库的字段参数。

动作包括选取和函数两类。选取指通过在VISI模具设计的标准件调用中选择元素来获得START_PLATE、END_PLATE和DIRECTION等变量的数据值;函数指根据变量参数使用标准件函数进行计算获得函数值,典型函数如表2所示。

1.3 标准件实体模型生成

标准件的参数化数据以ACCESS数据库形式存在,每个数据表为具体的标准件代码,数据表的字段通过映射传递到标准件编辑程序中[6]。

表2 动作典型函数

图3 通用模型生成算法

在标准件编辑器中完成编辑后生成简明PY文件,而后使用软件二次开发工具VISI SDK(Software Development Kit)进行开发,生成标准件实体模型。PY文件为Python语言编写的源程序,需要在“def CreateElement():”节范围内编写代码创建标准件实体,并在模板中创建孔实体,同时添加CAM属性。附加完CAM属性之后,可在特征管理功能中查看并对参数进行再编辑,通用的模型生成算法如图4所示。

图4 标准件螺钉

2 实例测试

以某挤压铸造模具的标准件螺钉为例,如图5所示。

螺钉的具体参数如表3所示,其中数据来源有数据库和界面输入值两种。对于来源为数据库的参数,不可更改;对于来源为界面输入值的参数,可以更改数据;对于来源于数据库和界面输入值的变量首先由数据库筛选出变量值,如果不满意可以输入变量数值。

定制的标准件库共有16大类,110种标准件,如图5所示。其中,a为标准件配置界面,b为插入界面,c为插入标准件的模具。

表3 螺钉参数

图5 标准件库及应用

3 结 论

通过利用VISI软件的二次开发工具,研究了建立标准件的方法,开发了模具标准件库系统,利用此标准件库减少了设计的工作量,提高了设计的质量,缩短了产品的设计和制造周期。