模具零件毛坯尺寸的自动导出方法

0 引 言

毛坯尺寸是零件的基本属性之一，为模具、工装和机加产品等的结构设计、干涉分析、材料准备、成本分析、确定加工周期等方面提供了重要的参考作用。目前主流的三维设计软件均提供测量零件包络体的功能，主要有2种测量模式

，一种为轴对齐包围盒AABB（axis-aligned bounding box），另一种为最小包围盒MBB（minimum bounding box），如图1所示。最小包围盒MBB尺寸加上适当的加工余量（机加零件一般为10 mm），即可得到零件的毛坯尺寸。

对于最小包围盒MBB的算法，不少学者和专家对其进行了大量研究工作。G BAREQUET等

提出利用三维点集来近似求解最小包围盒的算法，首先对实体模型进行离散化，但想要获得较高精度的计算结果，必须使得离散化程度更高，从而降低了运行效率；陈柏松等

提出一种基于非线性主成分分析的最小包围盒计算方法，首先计算顶点区域面积，然后用每个顶点区域面积对顶点进行调制，再使用传统主成分分析得到目标正交坐标系，从而得到最小包围盒，该方法计算稳定，但处理较多顶点时速度较慢，且无法处理设有连接关系的点集数据；陈华等

提出一种确定任意形状物体最小包围盒的方法，利用实体模型分别绕3个坐标轴旋转一定角度时计算一次方向包围盒OBB（oriented bound⁃ing box），最后找出体积最小的OBB作为最小包围盒，但该方法计算速度慢、效率低；孔垂品等

提出一种零件的最小包围盒生成算法，根据旋转投影的外轮廓确定最小包围盒，采用逐步细分法，通过2轮旋转来提高计算效率，但处理单个复杂零件耗时已超过100 s，不适合一次性处理较多零件。

对于一般机加工产品，目前测量最小包围盒的方法为：利用三维设计软件，采用手动方式逐个对零件进行测量，再将测量结果逐一手动记录。但对于大型的模具、工装和机加工产品，零件数量可能成百上千，如果再采用手动测量和记录的方式，工作量巨大且容易出错，影响工作效率。王孟等

基于CATIA/CAA对三维型材的毛坯模型生成技术进行了研究，龙军等

将UG二次开发技术用于铸件毛坯三维实体自动生成，该方法主要用于识别孔、凹槽、倒角等加工特征，并将零件模型恢复到机加工前状态，无法准确用于测量零件的最小包围盒。针对该问题，需要编制一套高效可靠的程序，快速自动测量和输出最小包围盒尺寸，并最终获得零件的毛坯尺寸，提高工作效率。

1 开发工具

CATIA是一款CAD/CAE/CAM一体化软件

，广泛应用于机械设计、航空航天、汽车制造、造船、电子电器等行业。为了满足用户个性化和专业化需求，CATIA为用户提供了多种二次开发接口

，其中包括基于构件的应用编程接口（CAA）

和自动化对象编程接口（VBA）

。CAA是CATIA已有组件的定制开发，主要为Visual C++和Java语言，并要具备连接端口等方面的知识，入门相对困难；VBA是交互式的定制开发，主要为Visual Basic语言

，虽在功能上不及CAA强大，但简单实用，可以满足一般专业化需求。现主要介绍在CATIA中采用VBA二次开发接口，使用VB语言进行编程，实现自动批量导出零件毛坯尺寸的功能。

2 程序设计方法

2.1 设计思路和原理

程序设计应简单实用、稳定运行和计算正确，主要从以下2个方面进行考虑。

此时，曾先生也失去了理智，他把背包扔到地上，然后向前扑倒在地上号叫。曾先生表示，当时没有考虑这种方式是否妥当，只是想控诉警方的作为，并向路人求助。

海南陵水海洋经济发展示范区的主要任务是开展海洋旅游业国际化高端化发展示范，探索“海洋旅游+”产业融合发展模式创新。

（2）装配状态包含零件、子装配、部件等多个对象，测量最小包围盒时容易出错，最好单独打开零件进行测量。

2.2 功能实现

2.2.1 查找零件

查找某文件夹及其子文件夹中的所有CATIA零件（*.CATPart），并将相关文件信息输出到Ex⁃cel表。

查找零件的子程序代码如下。

三是 IT技术与电气自动化相融合。当前，传统自动化技术与 IT技术的融合明显加快 [4]。IT技术对电气自动化的影响主要有：通过数据处理系统影响管理层，帮助管理人员高效管理；影响自动化设备和系统，确保系统各部分相互通信，提高系统集成度[5]。

Public n_File As Double'文件数量

Public FileName(1 To 65536)As String'文件名称

FilePath(n_File)=Left(file.Path,InStrRev(file.Path,""))

Next

For Each file In CreateObject("Scripting.FileSystemOb⁃ject").GetFolder(Path1).Files

本届展会以“科学发展·低碳节能”为主题，以科技创新、清洁高效、节能减排为主要内容，来自中国及其他近10个国家的煤炭企业、煤炭洗选设备制造企业、煤矿节能及环保设备企业、煤化工及石化企业和相关科研院所的200多家单位参加了展览，展览面积超过1.3万m2，集中展示了煤炭洗选加工、资源综合利用、发展循环经济、矿区生态环境保护和煤化工及石油化工等领域的新技术、新工艺、新产品和新成果，充分体现了绿色、低碳、环保的理念。人民日报等20多家新闻媒体对展览会进行了采访报道。

If InStr(file.Name,".CATPart")<>0 Then'判断是否为零件类文件

n_File=n_File+1

女儿的病情刚稳定，夫妻俩就决定让母亲到医院照顾女儿，重新返回工作岗位，虽然心中有诸多不舍，但工作的责任感和对社会感恩的心，让她不愿懈怠。她说：“是组织的关怀和爱心人士的帮助，帮我们一家人渡过了难关，我唯有更努力的工作，才能无愧于心。”

Next

Public FilePath(1 To 65536)As String'文件路径

End if

我喜欢他，因为他的忧郁和沉默。很奇怪，他没钱没房子，我居然也会喜欢他，面对他，总有一种脸红心跳的感觉。但我并不知道他是否喜欢我，虽然那时候，小店里已经时常有客人夸我长得漂亮，当他们得知我叫关之林的时候，总是哈哈大笑，说，小林，你一点也不像关之林，倒是与张曼玉有些神似，总能轻易勾人魂魄。

Public Sub SerachFile(ByVal Path1 As String)

If CreateObject("Scripting.FileSystemObject").GetFold⁃er(Path1).SubFolders.Count>0 Then

For Each Folder In CreateObject("Scripting.FileSystem⁃Object").GetFolder(Path1).SubFolders'子文件夹中递归调用

SerachFile Folder.Path

FileName(n_File)=file.Name

该方案也是目前的主流控制方式，具体的实际案例非常多，如海口Ⅰ（2×600 t/d）、株洲（2×500t/d）、哈尔滨（2×600t/d）、海口Ⅱ （2×600t/d）、珠海 （2×600 t/d）、芜湖 （2×600 t/d）、石家庄（1×825 t/d）、宁波（3×750 t/d） 等项目。以上项目均已长期投入运行。

End If

End Sub

将文件信息输出到Excel表的代码如下。

Dim EXCEL1 As Workbook

Next

EXCEL1.Application.Visible=True

Dim sheets1 As Worksheet

（1）可对某文件夹中的所有零件进行自动批量处理，并将结果输出到Excel表中，方便后续操作。采用递归算法遍历某文件夹及其子文件夹中的全部零件，程序执行的主要流程如图2所示。

Set sheets1=EXCEL1.Worksheets(1)

C_FileName="A"'文件名称所在列

C_FilePath="B"'文件路径所在列

For Each file In fils

n_File=n_File+1

sheets1.Range(C_FileName&n_File+1).Value=CStr(file.Name)

sheets1.Range(C_FilePath&n_File+1).Value=File⁃Path1

Next

余琳[7]选取精细胶粉与PP/EPDM型聚烯烃类热塑性硫化胶(TPV)通过直接混炼法制备性能保持良好的胶粉/TPV共混材料，同时采用添加增容剂、活化剂与增容剂并用两种方法，进一步改进共混体系的两相界面相容性，提高了共混材料的综合性能。

2.2.2 读取零件

读取Excel表中的文件信息，并使用CATIA软件依次打开零件模型，代码如下。

For i=1 to n_File

尽管现实中经常可以听到“教无定法”这样的论述，但这又是中国数学教师十分明显的一个特点，即是对于教学方法的高度重视，特别是，能否积极从事教学方法的改革常常就被看成相关教师是否具有较强的改革意识的直接标志．对此例如由以下论述就可清楚地看出，“动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式”[11]，又“与现行教材中主要采取的‘定义、公理—定理、公式—例题—习题’的形式不同，《标准》提倡以‘问题情境—建立模型—解释、应用与拓展（反思）’的基本模式展开内容”[12]．

Set Model1=CATIA.Documents.Open(FilePath(i)&“”&FileName(i))

Set EXCEL1=Excel.Workbooks.Add'新建 Excel表

2.2.3 测量零件

CATIA软件未直接提供测量零件最小包围盒MBB的函数，但可以通过以下2种方法获得MBB尺寸。

（1）惯性主轴法。先使用GetPrincipalAxes函数获得零件实体的惯性主轴，然后使用AddNewExtre⁃mumPolar函数创建沿3个坐标轴方向的极点，极点沿坐标轴方向的跨度即组成了最小包围盒尺寸。但是该方法在创建极点时相当于对零件模型进行了更改，容易引起存储错误和文件关闭时弹出提示问题，不利于程序的稳定运行和模型安全，降低了运行效率，不适合批量处理多个零件。

（2）测量惯量法。利用CATIA软件的测量惯量功能（自定义中需勾选“主轴”），对零件实体进行测量，此时结构树上会出现测量参数，如图3所示。其中“BBLx”、“BBLy”、“BBLz”即为最小包围盒尺寸。该方法测量速度快、精度高，且未对零件模式进行更改，主要代码如下。

Set sel=Model1.Selection

在加热炉内通氢气保护之前，首先要充入氮气(20 kPa)进行炉腔内空气的置换，通过合理调节氮气流量的大小，向炉腔内充氮气进行置换，时间根据炉膛的尺寸和氮气流量以及压力的大小具体确定。氮气置换结束后，充入氢气(20 kPa)置换炉腔中的氮气，结束后要在炉底的取样口和水封排气口出分别取样做鸣爆实验，实验合格后方可进行水封排气点火。

个性化服务是一种主动、互动性的服务，学科馆员基于用户的信息执行和修改服务内容，最大限度地减少用户因“信息过载”和“资源迷向”问题而导致时间和精力的浪费。依据各院系个性化定制服务需求进行服务内容的定制、服务方式选择和信息资源的实时推送，是图书馆有效摆脱单一的服务模式、提升大数据阅读服务内容的个性化定制比例、增强读者知识获取效率和价值量的重要途径。

sel.Clear

Preliminary Study on Different Sowing Depth of Rhizoma Atractylodis___________________________________LIU Li,GAO Che,CHEN Wang Xiang 73

Set part1=Model1.Part

社会学解释。随着日常工作和社会环境的不断作用下，高校基层行政管理人员对自身职业认同的不断调整和变化，有了新的认识和态度。在建立职业认同感的过程中，有些行政人员对自身的职业产生了一系列疑惑。有学者认为能够从角色角度作为出发点研究职业倦怠现象，并认为角色间冲突、角色内部冲突和角色模糊是导致职业倦怠的主要原因。

sel.Add part1.MainBody'选定零件实体

CATIA.StartCommand'调用测量惯量命令

C_RoughSize="C"'毛坯尺寸所在列

sheets1.Range(C_RoughSize&i).Value=Round(part1.Parameters.GetItem("BBLx").Value+10,1)&"*"&Round(part1.Parameters.GetItem("BBLy").Value+10,1)&"*"&Round(part1.Parameters.GetItem("BBLz").Value+10,1)'+10表示加工余量为10mm

2.3 实例验证

为验证该方法的使用效果，先对图1所示的单个标准零件GB/T 70.1 M10x50（内六角圆柱头螺钉）进行测试，在处理器2.4 GHz、内存8 GB的电脑上处理时间约4 s，测试结果如图4所示。然后对某复合材料产品的模压模具组件进行测试，如图5所示，处理12个零件用时约38 s，测试结果如图6所示。经过手动测试复核，表明了测试结果准确无误。

3 结束语

采用CATIA二次开发技术，通过其自带的VBA编辑器进行编程，可以实现快速、自动、批量、准确地导出零件毛坯尺寸的功能，减少了重复性劳动，缩短了工作时间，提高了工作效率。且该方法计算速度快，程序运行稳定，结果准确无误，适合处理大型模具、工装、机械等产品，具有推广价值。

[1]孔垂品,牛 强,柳 伟,等.模具零件的最小包围盒生成算法[J].模具工业,2014,40(4):15-18.

[2]BAREQUET G,S H.Efficiently approximating the mini⁃mum-volume bounding box of a point set in three dimen⁃sions[J].Journal of Algorithms,2001,38(1):91-109.

[3]陈柏松,叶雪梅,安 利.基于非线性主成分分析的最小包围盒计算方法[J].计算机集成制造系统,2010,16(11):2375-2378.

[4]陈 华,叶雪梅,安 利.确定任意形状物体最小包围盒的一种方法[J].工程图学学报,2010(2):49-53.

[5]王 孟,赵 罡.基于CATIA∕CAA的三维型材毛坯模型生成技术的研究[J].工程图学学报,2010(5):39-42.

[6]龙 军,张世富,朱朝宽,等.UG二次开发技术在铸件毛坯三维实体自动生成中的应用[J].铸造,2017,56(2):155-157.

[7]高长银.CATIA V5R21基础教程[M].北京:化学工业出版社,2018:2-6.

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[10]林卓然.VB语言程序设计[M].北京:电子工业出版社,2020:1-15.