基于Solidworks的電連接器配置系統(tǒng)設計

張敬妹 ，周自強 ，，吳兆仁

（1.常熟理工學院 機械工程學院，江蘇 常熟 215500；

2.蘇州市汽車綠色拆解回收利用智能裝備技術重點實驗室，江蘇 常熟 215500）

變型設計是在基本功能相同或類似的基礎上通過適當?shù)淖冃蛠頋M足各種不同的用戶需求的一種設計方法.它是一種比參數(shù)化設計更為靈活的產品設計方法[1-2]，能夠針對用戶的不同功能要求，基于產品配置系統(tǒng)快速生成產品主結構的實體模型，進而導出其它的相關數(shù)據.電連接器是工業(yè)上常用的電氣零件.電連接器也可稱插頭座，廣泛應用于各種電氣線路中，起著連接不同設備之間電路和信號的作用.但由于連接器的種類繁多，應用范圍廣泛，因此，給產品的設計和制造帶來了很大的麻煩.雖然有的企業(yè)利用參數(shù)化技術開發(fā)了其中個別零件的設計工具[3]，但是對于整個電連接器的的設計和制造來說，所起的作用還是非常有限的.本文利用產品族理論的相關方法，對電連接器的產品結構進行模塊化分類，然后基于Solidorks平臺實現(xiàn)了電連接器的產品配置系統(tǒng).

圖1 電連接器配置系統(tǒng)總體結構

1 電連接器配置系統(tǒng)的總體結構

電連接器的產品配置系統(tǒng)的總體結構如圖1所示.在數(shù)據庫中保存了相關標準中所規(guī)定的電連接器的主要構件的參數(shù)：接觸件、絕緣體、外殼和附件.由于很多用戶需要的非標產品是在標準產品的基礎上生成的，因此，需要從用戶界面上輸入相關參數(shù)并保存到用戶數(shù)據庫中.由于不同的構件所組成的電連接器需要屬性數(shù)據的相互配合，例如插頭和插座的引線數(shù)目必須相同.因此，專門設置了一個內部的屬性數(shù)據庫用來保存這些數(shù)據.當功能參數(shù)從系統(tǒng)的用戶界面上輸入以后，用一系列規(guī)則對屬性數(shù)據庫中的數(shù)據進行檢查，即可判斷不同構件之間的屬性是否存在矛盾之處.如果有不匹配的數(shù)據，則要求重新設置產品參數(shù).

對于電連接器的每一種構件，系統(tǒng)都根據標準類型分別建立了基本模型，然后保存在特定路徑下.等參數(shù)匹配合格后，系統(tǒng)通過Solidworks所提供的基于OLE Automation的編程接口API（Application Program?ming Interface，應用編程接口）來調用相關的內部函數(shù)，從而驅動Solidworks修改基本模型的參數(shù)，然后按照功能要求組裝成滿足用戶要求的產品模型.最后可以利用該產品模型生成工程圖文件.

2 電連接器配置系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

首先根據Solidworks所提供的SDK開發(fā)包生成電連接器配置系統(tǒng)的用戶菜單界面（圖2），然后將菜單功能連接到所對應的動態(tài)連接庫上.具體功能的動態(tài)連接庫采用面向對象的程序語言VB6.0來實現(xiàn).系統(tǒng)的內部數(shù)據庫采用Access2003來定義和驅動.

在建立電連接器配置系統(tǒng)的程序平臺之前，首先分析和處理電連接器的標準數(shù)據，然后將這些標準數(shù)據錄入Access中并建立相應的數(shù)據表.另外要對標準的電連接器的主體構件進行建模，即在Solidworks中建立起三維零件模型.需要強調的是，此處的零件模型不同于一般的產品設計過程中的零件建模.其草圖中的尺寸和輪廓線必須經過嚴格約束和建立相互之間的關系方程.特別是用來裝配的配合要素的名稱和用來驅動的工程尺寸的名稱都要錄入數(shù)據庫表中進行保存.

對于模型庫中的基本零件，在內部會有很多要驅動的尺寸，同時有些尺寸可能又是保持不變的.所有這些都需要在基本零件建模時通過約束和關系方程來保證.對每個基本零件進行控制的尺寸稱為主參數(shù).每個基本零件的主參數(shù)不超過四個，其它的所有尺寸或者參數(shù)都要和這幾個主參數(shù)之間通過關系方程進行關聯(lián).同時那些不變的參數(shù)要通過固定參數(shù)來設置，從而保證其不會因主參數(shù)的改變而失去控制.當上述工作完成后，即可編寫配置系統(tǒng)的功能屬性的選擇界面（圖3）并加以調試.該界面一方面要通過數(shù)據庫引擎和Access連接，另一方面要通過OLE Automation接口和Solidworks進行連接.當設計人員在功能屬性的選擇界面上輸入電連接器的主參數(shù)和屬性參數(shù)（連接形式、引線接頭類型）后，相關數(shù)據首先保存到用戶數(shù)據庫中，然后通過內部數(shù)據的預處理模塊分別傳遞到屬性數(shù)據庫的不同數(shù)據表中.若參數(shù)匹配通過，則調用Solidworks進行產品的配置過程.首先將獲得的主參數(shù)傳遞給構件的基本模型，對基本模型重新建模并保存在用戶路徑下，然后對基本模型進行裝配建模，最后得到的電連接器三維模型如圖2所示.

圖2 電連接器配置系統(tǒng)的用戶界面

圖3 電連接器功能屬性的選擇界面

當電連接器的三維模型生成之后，其物料清單BOM（Bill of Material）數(shù)據可以自動生成并進行導出（圖4所示）.該數(shù)據是企業(yè)ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)的重要數(shù)據源，可以為企業(yè)的管理系統(tǒng)提供可靠的分析依據.

3 結束語

基于產品變型設計理論所設計的電連接器配置系統(tǒng)能夠根據用戶的實際需求，快速生成電連接器的參數(shù)化模型以及產品數(shù)據.在目前快速變化的市場環(huán)境中能夠提高企業(yè)適應市場需求的能力，并通過提高企業(yè)的產品設計和制造能力來提升其競爭力.本文所研究的電連接器配置系統(tǒng)可以為同類產品的變型設計提供可行的思路和經驗.

圖4 電連接器BOM數(shù)據的導出界面

[1]周自強，黃景飛，李木軍，等.基于特征語言的產品族結構描述方法研究[J].現(xiàn)代制造工程，2011（2）：61-64.

[2]周自強，李曉光，沈連婠.基于特征語言的遠程協(xié)同實體建模研究[J].現(xiàn)代制造工程，2003（2）：24-26.

[3]鄒偉，廖宏誼，等.基于UG的電連接器絕緣體參數(shù)化設計[J].現(xiàn)代機械.2009（4）：33-34.