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大多数新产品开发中,40%是重用过去的零部件设计,40%只是对现有零部件稍做修改,完全新的设计仅占20%。由此可以看出重用在产品开发中的重要作用。机床企业在长期的生产过程中积累了大量的图纸、成熟产品、经验和教训等珍贵的设计资源。如何充分有效地挖掘现有设计资源的潜力,提高产品设计知识的重用率,并与创新设计相辅相成,提升和改进传统的机床设计方法,在降低设计人员的劳动强度同时提升设计的效率和提高设计的质量,降低产品成本,缩短产品交付周期,提高企业响应市场的能力,增强企业的核心竞争力等等一系列问题亟待解决。
针对现有数控机床设计方法在应对快速设计和实施设计资源重用上存在的缺点和不足,本文系统地分析了设计重用关键技术,提出了面向设计过程的设计重用技术。
在基于设计重用的数控机床设计方法研究中,本文总结了快速设计对数控机床设计的新要求,建立了基于计算机和CAXA平台的数控机床设计资源重用框架,结合机床设计流程特点构建了基于设计重用的数控机床设计方法原理及流程。
本文建立了数控机床产品结构树;建立了数控机床产品结构模型和数控机床产品设计模型,并将二者合二为一构建了数控机床结构设计模型,从而降低了模型实现的操作难度;构建了面向设计流程的数控机床设计重用框架。
对数控机床可重用设计资源的分类管理是本文的特色之一。本文依据“分类集成,匹配重用”的原则将设计资源按照基于层次的分类方法进行分类,并将各类设计资源集成后配置到在数控机床设计过程的各个不同阶段中。本文还建立了数控机床零部件库,将CAXA软件内嵌的标准零件库纳入数控机床零部件库中作为一个重要的部分,采集数控机床专有零部件图符建立了数控机床专有零部件库做为数控机床零部件库的另外一部分。数控机床零部件库建立之后本文以CK6150床头箱做为实例验证了零部件库的有效性和可操作性。
本文编制了“基于设计重用的数控机床辅助设计系统”。首先进行系统的设计,设计了系统的总体结构,规划了系统主程序流程,设计了系统总体设计模块、系统主传动设计模块、系统伺服进给模块、系统床身设计模块等模块的结构、任务、功能及设计流程,构建了系统数据库结构及框架,规定了各类数据存储的表单样式;系统设计完成之后本文开始基于设计重用的数控机床辅助设计系统的软件编制工作。基于对系统的总体及模块设计,本文采用MS SQL Server 2000加MS Visual Basic编程方式来开发应用数据库,采用VB编制程序界面,采用CAXA作为CAD软件平台,实现了系统的工作界面、系统功能、系统主程序、各模块界面及功能,并用实例验证了程序的可行性和有效性。通过对数控机床设计方法和设计重用技术的糅合以及利用Visual Basic加MS SQLServer编程的实践,将数控机床设计过程和设计重用过程基于软件平台合二为一,验证了数控机床设计重用系统实施的可行性。