动态虚拟零件库的研究与开发 - 文章

动态虚拟零件库的研究与开发

作者：西安理工大学李世龙吉晓民苏丹

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摘要：本文以SolidWorks、SolidEdge等软件为开发平台进行了网络环境下ASP.NET技术与Web数据库技术相结合的多平台虚拟零件库的开发，实现了使中小制造企业用户在网络环境下得到标准件图库应用服务和机械零件图形远程生成服务的目的。

近年来，ASP（Application Service Provider）服务模式由于低成本、易操作、便于资源共享和管理等方面的优势，越来越受到中小企业的欢迎。对于软件应用而言，任何用户只要有网络浏览器，就可以向ASP租用所需要的软件，而不必在本地的机器上安装该软件，从而节省一大笔购买和运行资金。由于基于ASP的运行模式满足了广大中小企业的普遍需求，在未来的中小企业运营中，这种服务模式将成为基本模式之一。

CAD技术作为企业提高创新能力和增强竞争能力的关键技术，已在广大企业中得到普遍应用。但是，许多中小企业在应用CAD技术进行机械产品设计时，往往将大量的时间和精力花在大量标、通用件、外购件以及企业内部系列化产品等的设计上，其工作重复而繁琐，大大延缓了产品开发周期，不能充分体现CAD技术的优越性。随着计算机技术的不断发展和各种CAD软件的不断涌现，单纯的基于某个软件平台的建模技术已经不能满足企业资源共享和技术合作交流的需要。因此，开发网络环境下适用于多种CAD平台的虚拟机械零件库，就显得尤为必要。

本文将网络环境下ASP.NET技术与Web数据库技术相结合，提出了一种开发网络环境下多平台虚拟机械零件库系统的思路，并从系统的总体目标、功能设计、结构设计、软件实现及运行等方面进行了描述。

一、系统的总体目标

在制造企业的产品设计中，常常设计到大量的标准件、常用件，如果企业建立了标准件和常用件图库，就可以将设计人员从重复性劳动中解放出来，达到提高设计效率、更好地进行创作性工作的目的。为此，许多企业经常自己建立一些小型的标准件库或专业零件库。从制造业全行业的角度来看，这样做不仅导致大量人力、物力和时间被耗费在重复的工作中，而且由于各单位条件限制及使用目的不同，很难建立一个完整、通用的零件库，对于因标准改变等情况引起的零件库更新也无法很好地解决。网络环境及其开发技术的飞速发展为企业共享零件图库服务提供了手段，在开发网络环境下ASP.NET技术与Web数据库技术相结合的虚拟零件库及相应的ASP服务平台，将能够使企业以较少的资金得到范围更加广泛、分类更加精细的零件图库服务，达到支持网络化设计制造和企业件技术协作，提高企业产品创新能力和开发效率的目的。

二、系统的设计

1、系统的功能设计

图1为实现ASP服务的框架图。用户通过Internet访问ASP服务中心，经过权限检查后，使用相应的ASP服务。服务框架主要有三部分的内容：零件服务、论坛服务和资源服务。

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图1 ASP服务模型

零件服务部分为注册用户提供标准件和通用件的远程生成，通过对图形软件平台进行二次开发来实现；论坛服务是各企业和个人用户相互交流的一个平台，有利于企业的信息发布和企业之间的协作；资源服务提供分类齐全的机械资料的下载，采用FTP方式实现。本文主要介绍其零件服务部分的开发。

本文所述的细腻零件库主要由四个功能模块组成（见图2）：系统管理模块、零件图库模块、索引服务模块和操作管理模块。系统管理模块用于管理员进行系统管理、维护、更新；零件图库模块建立零件图库系统，包括标准件部分和通用件部分；索引服务模块可由用户的要求对零件进行检索，利于零件图库的使用和运行；操作管理模块对运行服务过程进行管理的监控。系统管理员使用系统管理模块和操作管理模块对虚拟零件库管理、监控、维护。用户通过使用零件图库和索引服务模块得到相应的零件服务。

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图2 系统功能模块

2、系统的结构设计

系统采用 B/S（Browser/Server）模式的三层分布式结构，分为客户端、中间层和服务器端。客户端用户界面完全通过网络浏览器实现，用户通过浏览器可以检索零件库的目录结构、查看零件样图、设置选择零件参数、向服务器提交零件要求、下载所请求的零件图；服务器端实现对用户访问的支持和请求的处理，由 Web 服务器和图形服务器两部分组成；中间层用来连接客户端和服务器端。

系统以 Microsoft 公司的 IIS 作为 WEB 服务器，SQL Server 2000 作为数据管理系统，网络应用程序采用 Visual Studio.NET 开发，编程语言采用 C#。图形服务器支持多种软件平台（SolidWorks、SolidEdge、Pro/ENGINEER 等）。WEB 服务器和图形服务器之间的图形代理程序采用 VB 开发，采用 ADO.NET 连接 WEB 服务器和数据库，ADO 连接图形代理程序和图形服务器。框架模􀩟如图 3 所示。

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图3 系统框架模

用户在使用服务时，首先登陆网站，根据网站地图找到所需要的零件，根据零件样图，选择零件参数，向服务器提交请求。WEB 服务器收到请求后，将用户信息和零件信息存入数据库中的 request 表，同时启动图形代理程序。图形代理程序收到请求后，先从数据库中的 request 表提取所请求的零件信息，再根据零件信息从相应零件表中提取零件参数，驱动软件平台生成用户所请求的零件图，存放在 WEB 服务器为用户社顶的目录下，同时提示用户下载。

3、图形代理程序的开发

本系统的图形代理程序是使用VB开发的图形软件平台驱动程序，使用 ActiveX Automation技术实现 VB 语言对图形软件平台的调用。图形代理程序作为可执行文件直接运行，实现软件平台的调入和退出。本虚拟零件库系统拟实现对多软件平台的驱动，目前已经实现了对SolidWorks、SolidEdge 的调用。

在网络应用程序即网页上，用户可以对软件平台进行选择。软件平台采用单选框的形式，用户每次只能提交和得到一种软件生成的零件，拥护在点击确定的同时，网络应用程序判断单选框的值，从而赋予不同的整形数值，并提交到数据库的 request 表中“软件平台”项。图形代理程序接到任务请求，会连接数据库的 request 表，从中读取“软件平台”项的整形数值，从而驱动不同的软件平台进行工作，如“软件平台”项的整形数值为0则驱动SolidWorks，为1则驱动SolidEdge。由于request表中存储的仅仅是提交零件的名称、零件主要ID、用户名和软件平台名称，所以保证了数据的软件无关性和软件平台驱动程序的统一性。图形代理程序在判断软件平台的名称之后再去数据库中读取零件ID对应零件的一系列参数。

图形代理程序在得到具体零件的规格参数后，判断服务器零件库中是否存在同名的零件：如果不存在，图形代理程序操纵选定软件平台的特征造型，生成用户所需的零件；如果已经存在同名的零件，软件平台打开其同名零件，按照用户提交规格进行参数的修改，生成零件，并保存为STEP格式，这便于其他软件平台对零件的调用。

三、动态虚拟零件库的运行实例

本系统是ASP.NET技术与Web数据库技术相结合的机械零件服务在线模型。首先用户登录网站，经过身份验证后，进入动态虚拟零件库主页面，用户可选择零件服务、论坛服务和资源下载。

在零件服务中，如果用户需要标准件，进入标准件服务页面，在中间树状图中选择需要的零件，零件对应的样图、参数列表、搜索框等都会呈现在右侧的零件信息框中。以密封垫圈为例，用户在树状图中选择密封垫圈，然后在信息框中选择规格，如果页面中没有列出所需参数，可以手动翻页查找或在查询框中输入零件的标准代号、规格。选择零件规格后，继续选择软件平台，点击“确定”，系统就把用户提交信息发送到WEB服务器，同时启动图形代理程序，驱动软件生成所需零件，并提示用户下载。

如果用户需要通用件，则进入通用件服务页面，同样在中间树状图中选择需要的零件，弹出零件的参数列表、样图。以六阶轴为例，用户在自定义表里输入自己需要的六阶轴参数数据，点击“数据提交”，新提交的数据就会显示在参数列表的第一行，选择此行，点击“确定”，系统就把用户提交信息发送到WEB服务器，同时启动图形代理程序，驱动软件生成所需零件并提示用户下载。

四、结语

本系统的建成将有助于最大限度地利用已有资源来降低中小企业的设计开发成本，支持网络化设计与制造以及进行企业件协作等，达到有效地实现行业或区域资源共享、优势互补，降低中小企业信息化成本，提高中小企业的敏捷性及响应市场能力与行业企业群的整体竞争力的目的。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/21/2009)


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