开放的TopSolid智能标准件库 - 文章

开放的TopSolid智能标准件库

作者：北京宇航计算机软件有限公司龚兵

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在现代的产品设计开发和实际生产中，我们越来越多的用到了标准件，包括国标、ISO标准、各种行业标准、企业自定标准等等。据估计，商业化或企业化标准件的重复使用占到了整个设计工作的80%左右。因此，目前市场上几乎所有的CAD/CAM软件都开发了自己的标准件库，而开放的TopSolid智能标准件库无疑是在这方面做得最好的。

TopSolid的智能标准件库包含了ISO标准和包括法国、德国、美国等在内的西方国家标准，目前，面向中国用户的GB国标也正在紧张的开发过程当中。不仅如此，TopSolid还包含了模具设计、家具设计等行业标准。

TopSolid的标准件库之所以称为智能标准件库，是因为在调用标准件进行装配的时候，已经不仅仅只是简单的调用和装配了，标准件有了自己的行为属性，也就是智能装配程序，它可以根据你的需要，对与其有装配关系的零件进行相应的后续操作。比如我们要将两块板子用螺钉紧固连接起来，事先并不需要在板上要安装螺钉的位置打孔，只要确定一个位置将调用的标准件螺钉装配好，再使用螺钉的钻孔和攻丝两个加工程序，就可以在板上的螺钉安装位置打孔，并且会自动根据情况，分别在上板打光孔通孔，下板打螺纹孔盲孔，如图1所示。同时，孔和调用的螺钉时刻都是相关联的，如果修改了螺钉的位置，孔的位置也会做相应的修改。这种智能的行为属性，不仅螺钉有，螺栓、销钉等也有。类似螺钉和关联孔的这种智能装配程序，弹簧和槽，截面和斜切割之间也同样存在。

图1 螺钉智能装配截面图

TopSolid标准件库的出色之处还在于它的开放性。因为即使是再丰富的标准件库，由于各种特定行业间的差异，对一些用户来说也可能并不是尽善尽美的。一些用户可能还需要定义一些系统中没有却是自己常用的零件作为自己特有的标准件；而对于一些大的企业，特别是对于一些系列产品，为了节约产品的成本，同系列不同型号的产品往往会采用很多相同的零部件，如果能够将这些常用的零部件定义为一个标准模块，以后的新产品开发就可以很大程度的缩短周期，降低成本了，而TopSolid标准件库的开放性正满足了用户的要求。

TopSolid提供了LIB2D和LIB3D两个数据接口，分别允许用户定义自己的2D和3D标准件，并且还提供了专门的定义标准件功能，可以帮助我们轻松定义自己的标准件，如图2所示。

图2 定义标准件功能

要定义一个实用的标准件，必须先要使其外形实现参数化，以便用一系列的参数来驱动外形。实现了全参数设计的TopSolid不仅可以轻而易举的实现参数驱动外形，还可以定义材料、质量、密度等相关参数，或者是定义一个在外形上并不曾使用的参数，但是可以通过简单的编程在诸如螺钉自动打孔这样的智能装配程序中使用，例如对应的钻孔直径。

完成了参数化的外形后，就可以开始定义标准件了。首先得将要定义为标准件的几何外形定义为零件属性。点击菜单中“装配”→“定义零件”，选择要定义的几何外形，在弹出的对话框中填入零件描述，并选择材料（2D标准件不能选择材料），点击“确定”，完成零件定义。

定义了零件属性以后，就可以定义标准件的驱动尺寸了。点击菜单中“装配”→“定义组件”→“定义驱动”，将要用来驱动外形的参数添加到驱动元素集就可以了。

然后是定义刀具特性。点击菜单中“装配”→“定义组件”→“定义刀具”，我们就可以在“操作类型”的下拉菜单中选择定义标准件的刀具特性了。可供选择的刀具特性有“外形的布尔操作”、“外形的布尔加操作”和“外形的布尔减操作”，对于2D体素还有一个“曲线的合并操作”。选择的刀具特性可以为定义的标准件提供一个刀具程序功能，即在与标准件有装配关系的体素上执行相应的布尔操作。

接下来就是定义定位点了。定位点就是调用标准件时定位标准件的参考点，点击菜单中“装配”→“定义组件”→“定义关键点”，选择将用来定位标准件的参考点或参考坐标系，并添加描述用作识别。可以定义多个定位点供调用标准件时根据不同的装配情况选择。

这样，一个简单的标准件就即将完成了，剩下的就是保存标准件。点击菜单中“装配”→“定义组件”→“编辑/保存模板”，选择“保存模板”，在弹出的对话框（见图3）中填入自定义标准件的标准（建议保存在“我的2D标准件库”或是“我的3D件库”标准中，这是系统为自定义标准件预留的专用接口，不会影响标准件库里原有的其他标准。）、分类、类型、变量、版本和表示方式，点击“确定”就完成了一个简单的自定义标准件。

图3 保存标准件界面

当然，这样的单个标准件并没有很大的实用价值，我们需要的标准件应该是成系列的，有多种型号可供选择。如果每个型号都得象上面这样定义一番，即使整个定义过程是非常简单的，但由于一个系列数量众多，工作量太大。这时候我们就可以发现参数化外形的优势了——我们可以只改变参数，由参数驱动外形从而得到不同型号的标准件。点击菜单中“装配”→“定义组件”→“编辑目录册头部”命令，选择“所有的参数和文字”，系统将自动调用Microsoft Excel,并将所有的参数输入到Excel表格中，同时还有一个附加变量$code，如图4所示。只要在表格中填入各型号对应的参数值就可以了，附加变量可以填入各型号的描述，并将在调用标准件时的代码一栏显示。保存表格以后，一个真正实用的自定义标准件就完成了。

图4 自动调用的Excel表格

TopSolid的标准件库是一个智能的标准件库，自定义的标准件同样可以是智能的标准件，如果定义的参数跟系统定义的参数一致，我们就可以直接使用系统原有的打孔、攻丝等智能装配程序。当然，我们也可以使用自己的智能装配程序，TopSolid支持用TopLIP语言编写的程序。TopLIP（TopSolid Language of Interactive Progamming的缩写）是一种特定的交互语言，编译成.lob文件后就可以作为装配程序使用了。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/16/2004)


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