【摘要】針對減速機產(chǎn)品的選型及產(chǎn)品設(shè)計方法、基于知識庫的CAD參數(shù)化設(shè)計技術(shù)以及產(chǎn)品電子樣本的發(fā)展趨勢，本文對系統(tǒng)開發(fā)的主要相關(guān)技術(shù)進行了研究。
　　【關(guān)鍵詞】產(chǎn)品選型；繪圖參數(shù)化；ERP
　　一、引言
　　隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展，減速機產(chǎn)品的種類和型號也日益增多，面對眾多的產(chǎn)品，用戶需要從中挑選出自己所需的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的減速機產(chǎn)品選型一般是依據(jù)產(chǎn)品樣本進行的，用戶首先按工作條件計算出功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，再根據(jù)這些參數(shù)和尺寸信息在產(chǎn)品樣本中手工查找，直至確定合適的減速機。這種選型方法不僅效率低且容易出錯。同時，在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計時費時費力，造成高成本、效率低下的狀況。
　　二、相關(guān)算法設(shè)計
　　（一）選型算法與流程圖
　　減速機產(chǎn)品選型時，根據(jù)用戶輸入或者選擇的選型參數(shù)，以及實際選型時的經(jīng)驗公式，在減速機產(chǎn)品庫中挑選出滿足用戶需求的減速機型號，進而得到產(chǎn)品的工程圖紙及裝配。產(chǎn)品選型的程序流程如圖1所示。

　　具體選型步驟如下（由于各種類別選型過程基本類似，這里以新標(biāo)準(zhǔn)NGW為例）。[1]
　　1.在減速機三種類別即行星齒輪類NGW、圓柱齒輪、圓錐圓柱齒輪中選擇其一；
　　2.輸入選型參數(shù)，分別包括安裝方式、電機功率、工作狀況；
　　3.根據(jù)經(jīng)驗公式計算額定功率；選用功率＝實際輸入功率×工況系數(shù)×安全系數(shù)，并要求計算結(jié)果小于公稱輸入功率;
　　4.校驗熱平衡許可功率；實際輸入功率×環(huán)境溫度系數(shù)×小時負荷持續(xù)率系數(shù)×公稱功率利用系數(shù)<熱平衡功率。
　　5.功率其它參數(shù)驗證，找出滿足條件產(chǎn)品，并根據(jù)熱平衡許可功率數(shù)據(jù)決定是否加裝冷卻器。【2】
　　NGW系列及其三個派生系列的安裝方式有NGW：同軸和臥式；NGW-LDF：平行軸和立式；NGW-S：垂直軸和臥式；NGW-Z：平行軸和臥式。工作狀況包括：每天工作時間（小時/天），負載沖擊強度（輕微/中等/強沖擊），速極圓周速度（m/s）。
　　（二）選型設(shè)計算法描述
　　選型設(shè)計流程如圖2。
　　
　　如果用戶很清楚自己要選擇的設(shè)備的一些性能指標(biāo)和參數(shù)值，就可以直接輸入這些性能指標(biāo)參數(shù)值，系統(tǒng)會通過計算和知識規(guī)則的推理來快捷方便的查詢所需要的設(shè)備以及其零部件。例如根據(jù)已知的工況參數(shù)和選用的工質(zhì)進行該工況下的參數(shù)計算，系統(tǒng)通過計算結(jié)果和知識推理的結(jié)果，得到減速機的另一些重要參數(shù)值，然后根據(jù)這些參數(shù)值列出相關(guān)的減速機設(shè)備的詳細信息，用戶就可以從設(shè)備詳細信息中選擇出滿足自己要求的減速機設(shè)備，然后依據(jù)該主要設(shè)備，系統(tǒng)先進行配套規(guī)則的匹配，找出與此主機產(chǎn)品匹配的幾種輔機產(chǎn)品，然后再根據(jù)參數(shù)計算，進而選擇出配套的一些輔機產(chǎn)品。
　　（三）圖形參數(shù)化設(shè)計[3]
　　在開發(fā)產(chǎn)品選型系統(tǒng)中，除了通過主要參數(shù)結(jié)合知識庫系統(tǒng)計算和推理得出所有其它參數(shù)，進而逆向推出所需的產(chǎn)品型號外，還要涉及到大量的相關(guān)產(chǎn)品模型建模問題。
　　由于在選型中的產(chǎn)品大多是通用產(chǎn)品，利用其形狀相似，尺寸等參數(shù)不同的特點，在建模過程中進行參數(shù)化建模是提高效率的最好方法。參數(shù)化建模可以有兩個方法：一是利用CAD軟件本身或者其提供的族表等參數(shù)化工具進行參數(shù)驅(qū)動，從而生成一系列的參數(shù)化模型。用戶通過這種辦法直接修改變量表中的數(shù)值實現(xiàn)對模型的編輯，但通用性差，要求用戶掌握CAD的造型技巧。二是利用CAD軟件提供的開放性結(jié)構(gòu)和開發(fā)環(huán)境，采用高級語言編制應(yīng)用程序，實現(xiàn)模型的參數(shù)化設(shè)計。
　　本文將這兩種方法相結(jié)合，即采用將模型的參數(shù)變量表與程序開發(fā)相結(jié)合的方法對模型進行參數(shù)化建模。以中端CAD軟件的代表SolidEdge作為運行環(huán)境進行參數(shù)化建模的方法過程如下。
　　1.參數(shù)化設(shè)計策略
　　SolidEdge是美國UnigraphicsSolutions公司開發(fā)的中端三維CAD軟件，其自身提供有變量表和零件族功能，利用產(chǎn)品的相似性，可以創(chuàng)建不同型號和尺寸的系列化產(chǎn)品。但是由于SolidEdge變量表設(shè)計過于單一，且只有一組設(shè)計參數(shù)，因此每生成不同型號的零件就要重新輸入一次參數(shù)，比較繁瑣。VisualBasic擁有一個內(nèi)置的Jet數(shù)據(jù)庫引擎，可以訪問SQLSEVER數(shù)據(jù)庫的表，因此可以VBA技術(shù)通過表格驅(qū)動來控制三維模型的設(shè)計參數(shù)。
　　利用SolidEdge的變量表技術(shù)，在變量表中正確建立起模型樣板尺寸參數(shù)(Dim)之間的對應(yīng)關(guān)系，先將需要進行參數(shù)化建模的大量系列參數(shù)全部讀入SQLSERVER的表中（在該表每次臨時存放，不需永久存儲），編寫VBA代碼，在進行參數(shù)化建模時，再通過VBA程序?qū)⒃摫碇械南嚓P(guān)參數(shù)讀入到SolidEdge變量表中，然后通過尺寸驅(qū)動更新SolidEdge模型，從而達到參數(shù)建模的目的。
　　2.參數(shù)化建模步驟和關(guān)鍵技術(shù)[4]
　　利用SolidEdge的建模功能建立需要進行參數(shù)化建模的模型(模型樣板)。然后通過在變量表中自動添加該模型的設(shè)計參數(shù)(類型Var)，并建立起該模型的尺寸參數(shù)(Dim)之間正確的對應(yīng)關(guān)系，即按順序先讀入設(shè)計參數(shù)，再相應(yīng)地讀入模型樣板參數(shù)。
　　在建立模型樣板時，必須建立正確的全約束關(guān)系，可以通過尺寸標(biāo)注和位置關(guān)系來定義其全約束關(guān)系。這樣以此模型為基礎(chǔ)創(chuàng)建其它相似三維模型時，在設(shè)計參數(shù)改變后能夠保證正確地生成三維模型。
　　模型樣板應(yīng)包含該組零部件的所有特征，并用一組設(shè)計變量來控制其幾何和拓撲關(guān)系。控制三維模型的設(shè)計參數(shù)必須在變量表中定義為“Var”的用戶變量，并確定系統(tǒng)自動生成的尺寸變量之間正確的關(guān)系。
　　VBA程序功能是將表中的任一行數(shù)據(jù)作為三維模型的設(shè)計參數(shù)，并且生成新的三維模型。該程序的部分代碼如下:
　　DimDAsDouble,DlAsDouble,…，AAsDouble
　　DimobjAppAsSolidEdgeFramework.Application’聲明變量
　　SetSel=Application.ActiveCell’得到當(dāng)前表
　　SelRow=Se1.Row’得到表中選擇的行
　　IfSelRow>1Then
　　D=db("tablel").Cells(Se1Row,2).Value’從表中獲得當(dāng)前選定行的數(shù)據(jù)
　　D1=db("table1").Cells(Se1Row,3).Value
　　……
　　OnErrorResumeNext’創(chuàng)建或獲得SolidEdge對象
　　SetobjApp=GetObject(,"SolidEdge.Application")
　　SetobjDocs=objApp.Documents’得到表中選擇的行
　　……
　　SetVars=objApp.ActiveDocument.Variables
　　objApp.DelayCompute=True’設(shè)置延遲計算
　　CallVars.Edit("D",Str(D))’根據(jù)新的值修改模型
　　CallVars.Edit("D1",Str(D1))’模型的設(shè)計參數(shù)
　　……
　　objApp.DelayCompute=False’取消延遲計算(更新模型)
　　SetVariables=Nothing’釋放變量
　　……
　　EndIf
　　只有在VBA的環(huán)境中引用SolidEdge的有關(guān)類型庫，才能通過ActiveXAutomation訪問SolidEdge提供的主要對象。
　　在生成參數(shù)化模型時，系統(tǒng)首先調(diào)用SolidEdge并打開己創(chuàng)建的模型，然后依照對比關(guān)系建立參數(shù)方程并計算出各對應(yīng)的設(shè)計參數(shù)，此參數(shù)即為新的模型參數(shù)。每生成新模型后，分別以不同的文件名加以保存，從而達到系列化產(chǎn)品參數(shù)化建模的目的。
　　三、結(jié)論
　　如圖3是選型系統(tǒng)最常用的界面之一。只要在界面左側(cè)輸入3至5個主要參數(shù)，系統(tǒng)會根據(jù)主要參數(shù)計算出其它所有參數(shù)或利用默認參數(shù)，并進行推理，得到用戶期望的產(chǎn)品，并可以直觀的查看圖紙。默認參數(shù)一般由主要參數(shù)推理得到。
　　圖3顯示選型的型號為NAD710-5-I選用功率為2925kw,其中N--NGW型、A--一級行星齒輪減速機、D--“底”座連接、710--規(guī)格為710、I--第一種裝配形式。

　　點擊“查看圖紙”按鈕則得到圖4，尺寸大小等參數(shù)也已表示于圖中。

　　【參考文獻】
　　[1]李強.產(chǎn)品選型平臺開發(fā)技術(shù)研究及典型應(yīng)用:[D].江蘇無錫，江南大學(xué)，2005.
　　[2]李世國.三維模型的參數(shù)化設(shè)計策略及程序設(shè)計技術(shù)[J].機械：2000(6)：24-26.
　　[3]徐嘯峰，周儒榮．智能CAD中產(chǎn)品設(shè)計知識研究［Ｊ］．計算機輔助工程：2003,22(1):8-I2．
　　[4]高朝輝，李志剛，王建楠.產(chǎn)品選型設(shè)計中的模糊推理方法[J].低壓電器，2005（7）：10-12.    論文