機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)在加工制造中的應(yīng)用

張潔

（唐山冶金礦山機(jī)械廠，河北 唐山 063000）

機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)在加工制造中的應(yīng)用

Mechanical design system in the processing and manufacturing

張潔

（唐山冶金礦山機(jī)械廠，河北 唐山 063000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多先進(jìn)的技術(shù)被應(yīng)用到冶金生產(chǎn)當(dāng)中。為了盡可能提高生產(chǎn)效率、較少成本投入同時(shí)贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益，冶金企業(yè)開始對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)和改造，通過計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，構(gòu)建出一套基于機(jī)械計(jì)算、工程數(shù)據(jù)庫管理和施工圖繪制等功能的系統(tǒng)，并且在PC機(jī)上面得到了成功的實(shí)踐，本文將針對(duì)該設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析與說明。

生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)；系統(tǒng)；生產(chǎn)

生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)是冶金機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的保障，是采煤設(shè)備合理化的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作多采用人工繪制圖紙，并在多次成型試驗(yàn)中得到設(shè)備的優(yōu)化生產(chǎn)。設(shè)計(jì)周期長，成本耗費(fèi)要高，對(duì)設(shè)備的日后升級(jí)非常不理。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供了可靠的平臺(tái)，節(jié)省了成本的同時(shí)，利用仿真模擬單元就可以驗(yàn)證機(jī)械設(shè)備在各種工況下的運(yùn)行情況，為機(jī)械發(fā)展提供了重要保障。

1 數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)

在進(jìn)行冶金企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，設(shè)計(jì)是其中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。首先要從數(shù)據(jù)的傳輸入手，為生產(chǎn)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)程序接口設(shè)計(jì)主要是為了解決以往數(shù)據(jù)傳輸較慢的問題。形如完整的文本文件對(duì)于很多程序而言都是只能讀不能寫的，不利于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完整性操作。

而在本文構(gòu)建的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中則很好的解決了這個(gè)弊端，程序間可讀寫性的數(shù)據(jù)文件傳輸使高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)傳輸變成可能，詳見表1。

1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)協(xié)議

基于計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸，最基礎(chǔ)的部分就是軟件程序的編寫。在通過互聯(lián)網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的傳遞過程中，必須要遵循其規(guī)定的結(jié)構(gòu)協(xié)議，其中將詳細(xì)規(guī)定出數(shù)據(jù)的名稱、類型、序號(hào)、代碼等等。如果對(duì)相同類型的數(shù)據(jù)使用不同的結(jié)構(gòu)協(xié)議，將無法正常完成程序的讀寫與執(zhí)行。

表1 數(shù)據(jù)文件讀寫規(guī)則

鑒于此，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)協(xié)議的制定必須以簡單易懂的編寫方式為大前提，以此提高程序的可操作性。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型

系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方式共可以分為兩種，即單向和雙向傳遞：盡執(zhí)行從調(diào)用程度到執(zhí)行程序或者從執(zhí)行程度到調(diào)用程序間的數(shù)據(jù)傳遞，便稱為單相傳輸，圖1和圖2詳細(xì)的解釋其形式；而數(shù)據(jù)順次完成從調(diào)用程度到應(yīng)用程序之間的傳遞過程，便為雙向傳遞，圖3為其詳解。

圖1 正單向型數(shù)據(jù)傳輸

圖2 逆單向型數(shù)據(jù)傳輸

圖3 雙向型數(shù)據(jù)傳輸

2 將計(jì)算機(jī)開發(fā)語言合理的應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中

隨著計(jì)算機(jī)的普及，基于編程語言的可視化設(shè)計(jì)應(yīng)用越來越廣泛。所以目前世界上流行的開發(fā)平臺(tái)繁多，不但各有所長而且都具有較強(qiáng)的功能。那么，在進(jìn)行生產(chǎn)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，就要對(duì)各種開發(fā)語言進(jìn)行深入的分析和研究，爭(zhēng)取找到最合適的一個(gè)。而以VC、VF6和AutoCAD等為基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)計(jì)，必須尤其重視以下兩點(diǎn)問題。

2.1 對(duì)計(jì)算機(jī)編程語言VC和 VF6等進(jìn)行深入分析與研究

了解該開發(fā)平臺(tái)的功能、特長于弊端，并且尋找實(shí)例加以佐證。例如經(jīng)過比對(duì)，在人機(jī)界面和程序計(jì)算方面最強(qiáng)大的是VB6開發(fā)語言；而在數(shù)據(jù)庫的綜合管理方面，就是VF6的優(yōu)越性較為突出。各種開發(fā)語言的優(yōu)缺點(diǎn)，見下表2。

表2 功能特點(diǎn)比較

2.2 計(jì)算機(jī)開發(fā)語言的合理使用

通過上述分析，可以清晰的分析出各種計(jì)算機(jī)開發(fā)語言的優(yōu)劣勢(shì)，為設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械系統(tǒng)奠定了軟件編程的基礎(chǔ)。

從構(gòu)建系統(tǒng)的目的出發(fā)，需要將VB6應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)的中央程序，利用計(jì)算機(jī)軟件完成齒輪強(qiáng)度和機(jī)械總體傳動(dòng)等計(jì)算過而程，保證數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊的準(zhǔn)確性。

同時(shí)，為了保證該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫完整，就需要采用VF6負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理程序；而VL和AutoCAD則分別負(fù)責(zé)自動(dòng)繪圖會(huì)快以圖文編輯、保存和打印等的造作流程。

3 系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 使用結(jié)構(gòu)完成的樹狀文件目錄

在進(jìn)行生產(chǎn)機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，應(yīng)當(dāng)將各個(gè)子模塊的程序編寫、功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)調(diào)試、移動(dòng)和復(fù)制等后期必然會(huì)發(fā)生的應(yīng)用考慮在內(nèi)，這些內(nèi)容最好被統(tǒng)一編排到文件的目錄當(dāng)中，形成一個(gè)樹狀的結(jié)構(gòu)圖。

首先，將系統(tǒng)的主程序設(shè)定在第N層目錄，而其從屬文件則分別為它的子目錄，用N+1、N+2……表示但是其必須要注意的是，形如acad.exe等的安裝文件和AutoCAD平臺(tái)不可以如此設(shè)置，因?yàn)槠洳坏赡軐?duì)系統(tǒng)容量產(chǎn)生影響，而且還可能涉及到產(chǎn)權(quán)方面的問題。

另外，還需要重點(diǎn)區(qū)分一下調(diào)用程序和被動(dòng)的從應(yīng)程序，他們之前存在著本質(zhì)的區(qū)別。調(diào)用程序?qū)儆谕暾膫€(gè)體，享有專屬的物理路徑，而被動(dòng)從應(yīng)程序則恰好相反，它必須通過執(zhí)行上一個(gè)物理路徑才能完成自身任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。所以，假設(shè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期沒有對(duì)上述問題進(jìn)行規(guī)避，就極容易在執(zhí)行被動(dòng)從應(yīng)程序時(shí)彈出“未找到對(duì)應(yīng)文件”的錯(cuò)誤提示。而當(dāng)這種情況真的發(fā)生的時(shí)候，也可以通過對(duì)目錄途徑的查找確定其正確的物理途徑，具體操作如下：利用函數(shù)cuirdir（）確定最高層目錄的途徑，然后在該文件的物理途徑上加入最高層的物理途徑，這樣就將其執(zhí)行路徑設(shè)定為系統(tǒng)最高層目錄途徑和查詢途徑的組合了，便能夠輕松的確定出它的準(zhǔn)確路徑。

3.2 機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)和AutoCAD平臺(tái)的路徑選擇關(guān)系

3.2.1 AutoCAD平臺(tái)的路徑

如果在操作參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中想要通過AutoCAD來自動(dòng)的運(yùn)行繪圖程序并且編輯、保存和打印圖形文件，那么就必須要了解和重視路徑在AutoCAD平臺(tái)中的作用。

作為Autodesk公司開發(fā)的一種商業(yè)軟件，AutoCAD平臺(tái)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)已經(jīng)相當(dāng)成熟，完全能夠勝任參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)的文件處理，所以要嚴(yán)格按照它的默認(rèn)路徑在PC機(jī)上進(jìn)行安裝，不要將其放在系統(tǒng)的文件目錄中。

除此之外，還要提前寫入一段AutoCAD平臺(tái)的默認(rèn)路徑代碼，以便于PC機(jī)能夠在全部磁盤中的任意一個(gè)位置找到AutoCAD文件，使得AutoCAD平臺(tái)能夠順利啟動(dòng)。

3.2.2 自動(dòng)繪圖程序及其繪圖數(shù)據(jù)文件和調(diào)令文件與AutoCAD平臺(tái)的路徑關(guān)系

在我們啟動(dòng)AutoCAD平臺(tái)時(shí)，能夠隨之自動(dòng)加載的文件只有“acad.lsp”，所以當(dāng)我們需要繪圖時(shí)，一般情況下需要把參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的自動(dòng)繪圖程序復(fù)制出來。

有兩種情況能夠使其正常加載，其中一個(gè)是讓該程序與acad.exe同目錄，另一種情況是讓其與主程序文件同目錄，但是都必須用acad.lsp替代程序的原來名稱，之后啟動(dòng)AutoCAD就能使自動(dòng)繪圖程序正常運(yùn)行。

然而，當(dāng)自動(dòng)繪圖程序與acad.exe在一個(gè)目錄下的時(shí)候，會(huì)影響其他用戶正常啟動(dòng)AutoCAD平臺(tái)，解決方法就是AutoCAD平臺(tái)停止工作后，刪除該程序。

而且在PC機(jī)上，文件名中帶有其他路徑的繪圖數(shù)據(jù)文件和調(diào)令文件都不能正常運(yùn)行自動(dòng)繪圖程序，這樣一來其路徑必定與acad.exe應(yīng)用程序文件的路徑一致。

所以說，只有保證繪圖數(shù)據(jù)文件和調(diào)令文件與主應(yīng)用程序文件的目錄相同，才能acad.exe程序正常準(zhǔn)確啟動(dòng)，進(jìn)而AutoCAD平臺(tái)開始運(yùn)行工作。

4 結(jié)論

基于計(jì)算機(jī)編程技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)，在工程數(shù)據(jù)庫管理、工程繪圖和機(jī)械化計(jì)算等方面取得了突出的成績。

對(duì)于功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)開發(fā)平臺(tái)而言，無論是VB6、VF6還是其他語言，都需要盡可能的發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，為構(gòu)建現(xiàn)代化生產(chǎn)機(jī)械系統(tǒng)，不但能夠滿足使用者的需求，而且能夠滿足冶金生產(chǎn)的發(fā)展，很好的應(yīng)對(duì)來自于世界貿(mào)易的挑戰(zhàn)。

［1］ 孫廣義，岳強(qiáng)，劉洋. 整體頂梁支架在大傾角煤層開采中的應(yīng)用［J］. 冶金技術(shù)，2011，09：5～8.

［2］ 王寶琴. 談冶金開采液壓支架電液控制系統(tǒng)［J］. 冶金技術(shù)，2011，08：15～16.

［3］ 趙志永. 綜采工作面液壓支架適應(yīng)性試驗(yàn)研究 ［J］. 冶金技術(shù)，2009.01：8～9.

［4］ 張海軍 . 冶金機(jī)械中低碳技術(shù)分析 ［J］. 新技術(shù)新工藝，2011.06：21～25.

［5］ 仝鑫. 淺析冶金機(jī)械企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中的問題及對(duì)策［J］. 山西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)（高等教育版），2008，S2期：65～66.

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1009-797X （2015） 18-0084-03

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.18.033

張潔（1985-），男，?？茖W(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)橐苯饳C(jī)械類。

2015-08-14