农用机械液压油缸自动化设计系统开发

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:随着科学技术的不断发展,计算机辅助制造技术得到了越来越广泛的应用。应用CAD技术可以提高企业的设计效率,减轻研发人员的工作强度,缩短设计周期。液压系统在农用机械产品中应用广泛,而液压缸是液压系统中的重要执行元件,在液压系统中发挥着重要的作用。基于此,笔者研究开发出了一套独立的液压缸计算机辅助设计系统。仿真结果表明,该系统提高了液压油缸在设计中的自动化程度,进一步降低了农业机械设计成本,推动了机械化农业生产的发展。

  关键词:液压缸;自动化设计;二次开发;参数化;

  在农业生产过程中,农用机械液压油缸的运用非常广泛。在农机生产企业的实际生产流程中,设计环节往往是至关重要的一环。它占用的时间长,研究成本高。研究人员需要花费大量的时间查找各种资料,并且每次设计都需要反复查找,耗时费力。采用计算机辅助设计技术,能够提高设计效率,提高产品设计质量,进一步降低农业生产成本,有利于我国机械化农业生产的发展。

1 研究背景

  液压缸是一种标准化较高的部件,在设计过程中一般只需要对已经存在的标准液压缸进行一些调整与修改。液压缸的这一特性正好适应自动化设计技术,可以以标准液压缸为基础,设计开发一个系统,提前将各种设计准则添加到计算机辅助设计系统中。笔者以VB6.0为系统开发平台设计操作界面,利用API接口将Solid Works连接起来进行二次开发,实现液压缸的自动化设计、装配[1]。

2 二次开发方法

  2.1 VB6.0开发Solid Works的方法

  常用的Solid Works开发工具主要分为两大类:一类是Solid Works内部自带的宏,另一类是各种编程语言(VB、C#、C++等等)[2]。笔者使用VB作为开发语言,采用的是人机交互的形式。通过VB程序访问数据库,再将查询值赋给模型相应的尺寸实现模型的更新。在做开发前首先要将VB与Solid Works连接起来。这一步需要在VB程序中添加引用。一般常用Create Object的方法来获取Sldworks对象,通过Activedoc来获取当前Solid Works打开的文件对象[3]。

  2.2 数据库的建立及二次开发连接方法

  笔者选用Access作为液压油缸的数据库管理系统,用来储存油缸各零件的尺寸信息。如图1所示,液压缸零件尺寸信息存储于数据库中。VB6.0访问数据库常见的有三种接口:RDO远程数据对象、DAO数据访问对象、ADO数据对象[4]。笔者采用的就是ADO对象技术。在Visual Basic中使用ADO之前,需要将ADODB类型库添加到程序中去。在VB界面选择菜单栏中的工程选项,再单击引用,找到Microsoft Active X Data Objects 2.8 Library并选中。具体操作如图2所示。添加完成后,编程时直接用代码进行调用即可[5]。

3 液压缸参数化设计

  3.1 参数化实施流程

  第一步,在Solid Works平台的基础上,完成对某一特定型号或系列液压缸的建模。第二步,基于Access软件平台建立标准化液压缸零件的数据库。将每个零件的尺寸值输入数据库中储存起来。第三步,进入Visual Basic 6.0系统利用VB语言进行编程,调用API函数进行二次开发。第四步,打开标准液压缸的装配体,将原来的零件替换为重新建模的零件,更新装配体即可完成液压缸的参数化设计[6]。

  3.2 零件建模及参数化过程

  零件参数化建模要经过几何约束、尺寸约束、尺寸确定和模型的生产等几个过程。人为设置好几何约束的前提下,用户输入驱动尺寸信息,计算机便会自动生成模型。首先需要建立液压缸各个零件的模型库,主要的零件有缸筒、活塞、活塞杆、内卡键、端盖、杆头、挡圈、油口、前导套等。

  以前导套为例,具体说明前导套的参数化过程,其余零件建模过程不再赘述。本参数设计使用的是尺寸驱动的方式。前导套的数据表如图3所示,表中的缸径、速比为索引字段,查询时就是以这两个信息为根据,提取其他的尺寸信息[7]。图4为前导套草图,将所有的尺寸进行定义。在参数化设计过程中,通过代码查询数据库中的尺寸信息,将查询到的值赋给Solid Works中的零件,就能得到如图5所示的前导套实体图。实际设计过程中,需要分别将各个零件参数化建模并装配,完成前期预备工作。

4 实现步骤

  使用VB进行操作界面设计,设计界面如图6所示。输入理论输出力的大小计算理论缸径和杆径。将缸径圆整至第一优先系列数值,手动输入下面的设计框内,选择合适的安装方式。单击全部零件生成即可打开Solid Works,完成所有零件的自动建模。点击自动装配,系统便会通过VB打开液压油缸的装配图并完成装配图更新。如图7所示为自动生成的装配图。

5 结语

  笔者以VB编程语言、Access数据库和Solid Works三维设计软件为平台,设计了一套液压油缸自动化设计系统。该系统主要应用了数据库技术、零件参数化建模技术,以API函数作为数据接口对Solid Works进行了二次开发,利用尺寸驱动法完成零件的建模,并且能够自动生成装配图,基本满足了对于液压油缸自动化设计的需求。实践证明,该系统可以广泛应用于农用机械的设计,对农业生产的机械化有一定的帮助[8,9]。

参考文献

  [1]王青,邬义杰,夏冠华.三维CAD/CAM系统二次开发技术[J].江苏机械制造与自动化,2001(4):183-185.

  [2]夏卫明,骆桂林,王义平,等.基于SolidWorks的液压缸快速设计插件的二次开发[J].锻压技术,2011,36(2):131-136.

  [3]罗敬东.VB在SolidWorks二次开发中的参数化方法[J].广东水利电力职业技术学院学报,2008(2):78-80.

  [4]刘俊杰,仲梁维.基于VBA编程与SolidWorks API的工程图自动化[J].精密制造与自动化,2008(3):47-50.

  [5]胡义刚.工程液压缸三维参数化程序设计方法[J].机床与液压,2002(6):147-149.

  [6]张莉.基于SolidWorks平台的二次开发技术[J].计算机时代,2003(10):31-32.

  [7]陈永康.SolidWorks API二次开发实例详解[M].北京:机械工业出版社,2018.

  [8]凌杰.液压技术在现代农业机械中的应用现状与趋势[J].南方农机,2017,48(6):53-54.

  [9]李改华.液压机工作缸结构设计的有限元法[J].南方农机,2020,51(8):138+144.

作者:卢笑宇 单位:长安大学工程机械学院

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