基于Solidworks的电连接器配置系统设计

2014-06-15张敬妹周自强吴兆仁

常熟理工学院学报 2014年2期

张敬妹，周自强，，吴兆仁

（1.常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟 215500；

2.苏州市汽车绿色拆解回收利用智能装备技术重点实验室，江苏常熟 215500）

变型设计是在基本功能相同或类似的基础上通过适当的变型来满足各种不同的用户需求的一种设计方法.它是一种比参数化设计更为灵活的产品设计方法[1-2]，能够针对用户的不同功能要求，基于产品配置系统快速生成产品主结构的实体模型，进而导出其它的相关数据.电连接器是工业上常用的电气零件.电连接器也可称插头座，广泛应用于各种电气线路中，起着连接不同设备之间电路和信号的作用.但由于连接器的种类繁多，应用范围广泛，因此，给产品的设计和制造带来了很大的麻烦.虽然有的企业利用参数化技术开发了其中个别零件的设计工具[3]，但是对于整个电连接器的的设计和制造来说，所起的作用还是非常有限的.本文利用产品族理论的相关方法，对电连接器的产品结构进行模块化分类，然后基于Solidorks平台实现了电连接器的产品配置系统.

图1 电连接器配置系统总体结构

1 电连接器配置系统的总体结构

电连接器的产品配置系统的总体结构如图1所示.在数据库中保存了相关标准中所规定的电连接器的主要构件的参数：接触件、绝缘体、外壳和附件.由于很多用户需要的非标产品是在标准产品的基础上生成的，因此，需要从用户界面上输入相关参数并保存到用户数据库中.由于不同的构件所组成的电连接器需要属性数据的相互配合，例如插头和插座的引线数目必须相同.因此，专门设置了一个内部的属性数据库用来保存这些数据.当功能参数从系统的用户界面上输入以后，用一系列规则对属性数据库中的数据进行检查，即可判断不同构件之间的属性是否存在矛盾之处.如果有不匹配的数据，则要求重新设置产品参数.

对于电连接器的每一种构件，系统都根据标准类型分别建立了基本模型，然后保存在特定路径下.等参数匹配合格后，系统通过Solidworks所提供的基于OLE Automation的编程接口API（Application Program⁃ming Interface，应用编程接口）来调用相关的内部函数，从而驱动Solidworks修改基本模型的参数，然后按照功能要求组装成满足用户要求的产品模型.最后可以利用该产品模型生成工程图文件.

2 电连接器配置系统的实现方法

首先根据Solidworks所提供的SDK开发包生成电连接器配置系统的用户菜单界面（图2），然后将菜单功能连接到所对应的动态连接库上.具体功能的动态连接库采用面向对象的程序语言VB6.0来实现.系统的内部数据库采用Access2003来定义和驱动.

在建立电连接器配置系统的程序平台之前，首先分析和处理电连接器的标准数据，然后将这些标准数据录入Access中并建立相应的数据表.另外要对标准的电连接器的主体构件进行建模，即在Solidworks中建立起三维零件模型.需要强调的是，此处的零件模型不同于一般的产品设计过程中的零件建模.其草图中的尺寸和轮廓线必须经过严格约束和建立相互之间的关系方程.特别是用来装配的配合要素的名称和用来驱动的工程尺寸的名称都要录入数据库表中进行保存.

对于模型库中的基本零件，在内部会有很多要驱动的尺寸，同时有些尺寸可能又是保持不变的.所有这些都需要在基本零件建模时通过约束和关系方程来保证.对每个基本零件进行控制的尺寸称为主参数.每个基本零件的主参数不超过四个，其它的所有尺寸或者参数都要和这几个主参数之间通过关系方程进行关联.同时那些不变的参数要通过固定参数来设置，从而保证其不会因主参数的改变而失去控制.当上述工作完成后，即可编写配置系统的功能属性的选择界面（图3）并加以调试.该界面一方面要通过数据库引擎和Access连接，另一方面要通过OLE Automation接口和Solidworks进行连接.当设计人员在功能属性的选择界面上输入电连接器的主参数和属性参数（连接形式、引线接头类型）后，相关数据首先保存到用户数据库中，然后通过内部数据的预处理模块分别传递到属性数据库的不同数据表中.若参数匹配通过，则调用Solidworks进行产品的配置过程.首先将获得的主参数传递给构件的基本模型，对基本模型重新建模并保存在用户路径下，然后对基本模型进行装配建模，最后得到的电连接器三维模型如图2所示.