0 引言
結構類標準件在在飛機、船舶與汽車等大型裝配設計中會被頻繁地更新或新增，使其所在標準件庫整體地更新，給工作人員帶來諸多不便。當前還沒有一種具有普遍適用性的結構類標準件庫的構建方法，來避免標準件庫在使用過程中頻繁更新，提高工作效率。
本文先簡要分析標準件庫的不同構建方法，然后著重從結構類標準件庫的組織結構與調用上進行分析與研究，提出將信息庫與模型庫從傳統的標準件庫中獨立出來并配合網頁檢索調用的方法，實現了標準件庫的簡單擴充與更新，大大提高了工作效率。
1 結構類標準件庫的關鍵技術與實現方法
傳統的標準件庫構建方法主要有兩種：一種是安裝CATIA版本對應的CAA-RADE軟件來構建標準件庫；另一種是利用CATIA自帶的Catalog來構建標準件庫。
方法一的開發比較復雜，應用范圍較小，售價比較昂貴，作為標準件庫的開發工具比較浪費，并且其開發的標準件庫無法與標準件裝配系統集成。方法二結合CATIA軟件提供的Formula功能、Design Table功能適于開發管路類標準件庫而不適合結構類標準件庫的構建與開發。
1.1 結構類標準件庫的關鍵技術
在構建結構類標準件庫時用到Automation技術，此技術是建立在COM基礎之上，其核心是允許一個應用程序操作另一個應用程序。Automation技術并不是直接獲取及處理數據，而是間接地通過暴露的對象和屬性，利用對象的方法和屬性獲取、設置及處理數據。Automation技術包括兩個方面：Server和Client。Automation Server是一個實現了Dispatch接口的COM組件，而Automation Client是一個通過Dispatch接口與自動化服務器進行通信的COM客戶。如CATIA我們把它看成一個Server，客戶編制的應用程序則是Client。
1.2 結構類標準件庫的實現方法
用VB提供的引用對象庫，將CATIA的庫文件加入程序框架，引用CATIA的類對象、函數等進行二次開發。其建庫的主要思想是：借助VB語言的開發功能，通過進程外訪問CATIA，建立程序與CATIA的連接，實現標準件的參數化生成。設計出交互頁面，把腳本放在網頁中，設計員在頁面中輸入標準件的相關參數后由VBScript來執行，就能在CATIA中獲得相應的模型。利用該種方法開發標準件庫原理簡單、容易實現，同時具有開放性接口、擴充容易可以應用于不同的設計環境。利用該種方法開發標準件庫原理簡單、容易實現，同時具有開放性接口、擴充容易可以應用于不同的設計環境。
2 結構類標準件庫的組織結構
結構類標準件庫的作用不僅是為裝配提供標準件模型，還為系統提供標準件的基本尺寸及工程信息。尺寸信息是用于具體標準件號生成的唯一參數依據、工程信息將直接用于為設計提供參考依據、經驗信息庫將為設計員提供設計指導。
結構類標準件庫主要由標準件信息庫與標準件模型庫兩大塊組成，其組織結構及功能如圖1所示。
圖1 標準件庫的組織結構及功能
2.1 標準件信息庫
為了方便對標準件信息的查詢與調用，需要將標準件信息進行規范化、格式化的整理，標準件信息的整理是信息庫構建中最耗費時間的部分，但也是無法回避的工作。將整理完成的標準件信息以統一的格式導入至數據庫中，在數據庫中為每一個標準號創建一個表格，實現對標準件數據的集中管理，利用信息代碼對照表作為標準件信息查詢接口供系統調用。信息代碼對照表與預檢索文件一樣采用XML文檔格式，便于Web讀取與傳遞。通過代碼對照表，建立標準件信息與數據庫字段的映射關系。
2.2 標準件模型庫
標準件模型是進行裝配的直接對象，由于系統需要構建標準件全模型庫，若將標準件模型簡單的存放于一起，必將增大系統的檢索負擔，同時不便于標準件模型的維護更新工作。因此，需要對標準件進行層次清楚的分類管理。將標準件模型按照標準件類別、標準件類型、標準件號的層次結構進行分類管理，便于系統至模型庫中直接調用。采用XML文件構建標準件數模的組織結構管理文件，同時文件中包含標準件的基本屬性信息。其建模方式如圖2所示。
圖2 標準件建模流程
庫中模型的查找方式為：當設計員在系統界面選擇并確定了一個具體的標準件件號后，系統獲得該件號的標準號、標準件類型、標準件類別三層屬性關系。系統在管理文件中查找確認標準件件號是否存在，然后定位該標準件號所處的文件夾位置，根據標準件件號在文件中查找該標準件。
對于標準件的基本屬性信息，系統通過檢索XML文件中該件號的屬性值獲得，不必至數據庫中進行查詢，系統頁面可以對標準件的基本屬性信息進行便捷的顯示，為以特征為依據的標準件裝配技術的實現打下了基礎。
3 結構類標準件庫的應用
標準件的檢索、信息查詢、標準件件號的選擇均在Web頁面中完成，因此結構類標準件庫需與系統有良好兼容。目前大部分標準件庫的開發采用由VB創建程序界面，利用VB對CATIA二次開發的方式，實現在程序界面中向CATIA環境內導入標準件。所以也有必要對基于Web的標準件調用方法進行研究。
3.1 結構類標準件庫的調用原理
VBScript腳本是CATIA的默認腳本語言，它包含所有VBScript的功能，可以單獨存儲也可以存儲在零件文檔中。VBScript由網頁瀏覽器解釋執行，不需要增大服務器的負擔。要在網頁中實現向CATIA中調用標準件，就需要將相關的程序代碼以VBScript的形式嵌入至HTML的網頁中。
標準件調用的基本思路是：首先通過頁面獲得標準件件號，程序生成標準件數模所在路徑，建立與CATIA的鏈接，對CATIA的狀態進行判斷，若其符合零件調入的要求，則執行標準件插入至CATIA裝配環境的命令，反之則退回至標準件件號選擇環節。
3.2 結構類標準件庫調用腳本的開發
圖3 標準件調用的流程
通過錄制宏的方式，獲取CATIA在執行相關命令時的后天運行代碼。首先錄制向CATIA中插入零件的代碼，然后再對代碼進行功能的完善，主要是添加程序異常處理語句，即可獲得向CATIA中調用零件的VBScript腳本。參考流程在腳本中編寫獨立的調用零件的調用函數。
當頁面執行使用標準件命令后，后臺程序首先根據標準件的存儲路徑獲得該標準件件號的完整路徑，然后路徑的值傳遞給調用函數，執行調入零件操作。
由于該過程需要網頁與本地程序進行交互，按照windows的默認安全管理，這種交互是不允許的。因此需要對IE瀏覽器的安全設置進行相應的修改。需要在IE瀏覽器的工具→Internet選項中將網站設置為可信任站點，并且允許活動的內容在計算機文件中運行。
4 實例驗證
利用本文方法，我們為某航空研究院建立了航空標準件庫智能裝配系統，系統中包含了100多萬個標準件可供設計員選擇裝配設計。以向上平板裝配某一型號的螺栓為例對本文的方法進行驗證。確定載入裝配基體向上板如圖4所示，打開系統網頁確定載入螺栓型號NAS6703AHL2并確定裝配如圖5所示。最后的裝配成型如圖6所示。
圖4 選擇裝配基體
圖5 選擇裝配螺栓
圖6 確定裝配成型
5 結束語
本文對CATIA的標準件庫的不同構建方法進行了簡單的介紹與對比，提出了結構類標準件庫的構建方法，闡述了結構類標準件庫的構建過程，實現了結構類標準件庫的共享式應用。采用本文闡述的方式構建的CATIA結構類標準件庫可以滿足企業的實際使用需求，保證了標準件的來源唯一，標準件庫的更新維護方便，為數字化協同設計提供了應用基礎。本文的研究成果已經應用于上海飛機設計研究院的標準件管理系統中。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.lukmueng.com/
本文標題：基于CATIA的結構類標準件庫設計與應用
相關文章
