基于AutoCAD的模具制造文檔管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究

邵雷   來(lái)源：浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)

在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)全球化、競(jìng)爭(zhēng)白熱化和信息技術(shù)應(yīng)用飛速發(fā)展的時(shí)代，信息化已經(jīng)成為企業(yè)的命脈和核心競(jìng)爭(zhēng)力，搞不搞信息化管理，已經(jīng)不是企業(yè)的發(fā)展問(wèn)題，而是生存問(wèn)題。作為裝備工業(yè)重要組成部分的模具工業(yè)正處在高速發(fā)展時(shí)期，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來(lái)越明顯的作用。但是，我國(guó)的模具企業(yè)還是以中小企業(yè)為主。雖然CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)在廣大中小模具企業(yè)得以充分應(yīng)用，使企業(yè)的生產(chǎn)周期加快，生產(chǎn)效率提高，特別是模具的質(zhì)量得到大幅度的提高。但是，由于人力、財(cái)力多方面的原因，模具行業(yè)企業(yè)的信息化建設(shè)還是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，沒(méi)有很好地開(kāi)展起來(lái)。筆者針對(duì)中小模具企業(yè)文檔管理的需求，在收集和分析了模具制造過(guò)程所需的多種文檔的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了中小型模具企業(yè)制造文檔的管理系統(tǒng)。它可以將電子文檔、電子圖檔、加工刀位文件等企業(yè)重要的信息資源進(jìn)行有效地組織和管理，實(shí)現(xiàn)制造資源的共享。建立模具制造文檔管理系統(tǒng)，既能解決現(xiàn)階段企業(yè)實(shí)施信息化所面臨的實(shí)際問(wèn)題，又能為企業(yè)今后實(shí)施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDMS打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此,實(shí)施制造文檔管理系統(tǒng)對(duì)推動(dòng)模具企業(yè)的信息化建設(shè)向前發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    1 模具制造文檔的組成

    模具制造文檔的內(nèi)容應(yīng)為在模具制造過(guò)程中所涉及的主要文檔，它應(yīng)該包括產(chǎn)品圖、產(chǎn)品模具裝配圖和模具數(shù)控加工刀位文檔等，而數(shù)控加工刀位文件由于是加工零件多種信息的集成，對(duì)其保存管理顯得尤為重要。模具制造企業(yè)的工作流程有別于一般的制造企業(yè)，通常不對(duì)由模具獲得的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是只根據(jù)客戶(hù)的來(lái)圖或來(lái)樣，即對(duì)客戶(hù)的產(chǎn)品進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和制造。模具企業(yè)首先對(duì)合同來(lái)樣和來(lái)圖進(jìn)行分別處理，對(duì)來(lái)圖（絕大多數(shù)為DWG格式的二維圖紙）進(jìn)行分析，若圖檔有錯(cuò)誤或者客戶(hù)要求產(chǎn)品變異，則利用AutoCAD軟件對(duì)來(lái)圖進(jìn)行修改。在此基礎(chǔ)上，利用Pro/Engineer等軟件對(duì)二維產(chǎn)品圖進(jìn)行三維造型工作。如果是整套產(chǎn)品來(lái)圖，則還要進(jìn)行產(chǎn)品三維造型的裝配設(shè)計(jì)，以便核實(shí)各個(gè)組成零件的外形、尺寸和精度等。然后依據(jù)完成的三維產(chǎn)品零件圖進(jìn)行產(chǎn)品制造的模具設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖和零件圖，再利用零件的三維造型進(jìn)行加工建模，對(duì)模具進(jìn)行加工刀路設(shè)計(jì)，通過(guò)后置處理生成NC加工程序，最后利用數(shù)控機(jī)床完成模具的制造。而實(shí)物來(lái)樣還必須增加對(duì)來(lái)樣件進(jìn)行測(cè)繪工作，再進(jìn)行二維、三維圖形的繪制和造型，直至完成制造的整個(gè)過(guò)程。

    從內(nèi)容上來(lái)看，制造文檔包含了產(chǎn)品來(lái)圖、產(chǎn)品裝配圖、模具裝配圖和零件圖、模具制造刀位文件等；從制造文檔的文件格式上來(lái)看，它包含了二維圖（DWG格式）、三維圖（PRT格式）和文本文件等，從而形成制造文檔格式的多樣化。

    由于模具中小企業(yè)生產(chǎn)中還存在著不規(guī)范行為，存在憑經(jīng)驗(yàn)和單一圖紙進(jìn)行制造工作的現(xiàn) 象，如往往只有模具裝配總圖而缺乏必要的裝配零件圖等，故本管理系統(tǒng)以產(chǎn)品合同號(hào)作為基礎(chǔ)，選擇了產(chǎn)品零件二維圖形、三維實(shí)體圖形、零件的模具裝配圖和零件模具數(shù)控加工刀位文檔等企業(yè)的重要信息資源，作為系統(tǒng)的管理對(duì)象進(jìn)行集中管理。

    2 模具制造文檔管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

    2.1 管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

    根據(jù)模具生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際使用需求，以AutoCAD作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，由后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)提供支持，采用VC編程，完成了模具制造文檔管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。本系統(tǒng)由具有通用管理、版本管理、輔助功能、用戶(hù)管理等多個(gè)模塊組成，其最大的特點(diǎn)是對(duì)產(chǎn)品的二維設(shè)計(jì)圖檔、三維實(shí)體造型圖檔、產(chǎn)品的模具裝配圖以及模具制造的刀位文件在同一個(gè)軟件平臺(tái)中進(jìn)行統(tǒng)一的管理，完成圖形可視化和文檔瀏覽的操作。圖1顯示制造文檔管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

    2.2 制造文檔的結(jié)構(gòu)樹(shù)

    制造文檔的結(jié)構(gòu)樹(shù)采用企業(yè)產(chǎn)品分類(lèi)方法。它由合同號(hào)作為根節(jié)點(diǎn)，其中的產(chǎn)品零件作為分支，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造文檔的管理。所采用的文件分類(lèi)編碼規(guī)則如下： 

    序列號(hào)；模具大小類(lèi)型——S、M、L，分別表示小型、中型和大型；順序號(hào)——指在該合同中模具的順序號(hào)。

    例如：MK02-10-04M02為2002年10月第四個(gè)合同，合同模具為中型模具，為該合同中的第 二副模具；MK02-10-04M0201則表示第二副模具的第一個(gè)零件。

    2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇和數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

    制造資源文檔管理系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)庫(kù)。針對(duì)模具企業(yè)所要處理的數(shù)據(jù)量，選擇MS Access2 000作為后臺(tái)的管理數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)系統(tǒng)的功能要求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立數(shù)據(jù)分類(lèi)sheet表、datasheet表、dwginfo表和management表等基本表，各表之間存在一對(duì)一或一對(duì)多對(duì)應(yīng)關(guān)系。由產(chǎn)品分類(lèi)表和零件分類(lèi)表建立管理系統(tǒng)的產(chǎn)品和零件目錄樹(shù)。sheet表保存產(chǎn)品合同的相關(guān)信息，datasheet表保存產(chǎn)品的零件多種圖檔相關(guān)信息，dwginf o表保存圖檔設(shè)計(jì)中各種信息，management表保存系統(tǒng)使用人員的信息和個(gè)人權(quán)限。表1為sheet表的內(nèi)容，以此為例介紹管理系統(tǒng)表的結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)。

    2.4 管理系統(tǒng)的基本功能

    制造文檔管理系統(tǒng)以菜單和界面按鈕形式提供多項(xiàng)功能，界面快捷按鈕主要為常用的功能服務(wù)。程序設(shè)計(jì)過(guò)程中采用MFC的CRichText控件等方法，再結(jié)合OLE技術(shù)進(jìn)行文檔的分類(lèi)及層次關(guān)系的管理，設(shè)計(jì)了產(chǎn)品合同號(hào)和產(chǎn)品零件號(hào)組成樹(shù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)圖檔入庫(kù)、編輯、系統(tǒng)維護(hù)等多項(xiàng)功能，以便滿(mǎn)足模具企業(yè)對(duì)制造文檔管理的要求。系統(tǒng)提供如下主要模塊功能：

    ① 文檔入庫(kù)管理模塊，對(duì)產(chǎn)品合同號(hào)和產(chǎn)品零件號(hào)進(jìn)行入庫(kù)管理；
    ② 通用管理模塊，提供多項(xiàng)單項(xiàng)查詢(xún)和復(fù)合查詢(xún)、刪除、排序、圖形編輯、文檔瀏覽和圖檔可視化等功能；
    ③ 版本管理模塊，提供修改審批單，根據(jù)修改審批工作流程，實(shí)施圖檔版本管理；
    ④ 輔助模塊，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、打印、排序，并可輸出EXECL表和幫助說(shuō)明等；
    ⑤ 系統(tǒng)維護(hù)模塊，提供用戶(hù)登陸注冊(cè)管理，管理使用者對(duì)文檔瀏覽、修改的權(quán)限，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)備份等。

    由于模具主要由上模和下模等組成，兩者存在著差異，致使其加工存在區(qū)別，但它們的形狀是一致的，只是內(nèi)凹和外凸的區(qū)別。由于凹模型腔加工更具有復(fù)雜性和代表性，所以，選擇了凹模型腔的加工刀位文件作為管理對(duì)象。

3 管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)

    3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)技術(shù)
 
    采用ODBC（開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互接連）作為面向用戶(hù)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)之一，是微軟公司開(kāi)放服務(wù)結(jié)構(gòu)中有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)組成部分，它建立了一組規(guī)范，并提供了一組對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的標(biāo)準(zhǔn)API（應(yīng)用程序編程接口）。它使得基于ODBC的應(yīng)用程序?qū)��?shù)據(jù)庫(kù)的操作不依賴(lài)任何DBMS，不直接與DBMS打交道，所有的數(shù)據(jù)庫(kù)操作由對(duì)應(yīng)的DBMS的ODBC驅(qū)動(dòng)程序完成。由此可見(jiàn)， ODBC的最大優(yōu)點(diǎn)是能以統(tǒng)一的方式處理所有的數(shù)據(jù)庫(kù)。所以，本系統(tǒng)采用ODBC來(lái)完成VC應(yīng)用程序與Access數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。

    3.2 系統(tǒng)與 AutoCAD的接口技術(shù) 

    AutoCAD繪圖軟件是目前企業(yè)中使用最為廣泛的CAD軟件系統(tǒng)。企業(yè)的產(chǎn)品來(lái)圖都是DWG格式 的，企業(yè)也希望保持圖檔格式的連續(xù)性，并能夠直接在AutoCAD軟件中修改圖檔。所以，系統(tǒng)采用基于ObjectARX技術(shù)，由其提供一個(gè)面向?qū)ο蟮腃編程接口，用戶(hù)可以用這個(gè)接口來(lái)使用、優(yōu)化和擴(kuò)展AutoCAD，同時(shí)利用ObjectARX動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)所包含的各種工具來(lái)使用AutoCA D的開(kāi)放結(jié)構(gòu)，并且直接訪問(wèn)AutoCAD數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形系統(tǒng)和用戶(hù)自定義命令。

    3.3 數(shù)據(jù)源的組織

    本系統(tǒng)采用單機(jī)來(lái)對(duì)制造文檔進(jìn)行管理。為便于文檔的組織，系統(tǒng)采用建立相關(guān)文檔目錄的方法，由用戶(hù)將不同類(lèi)型的文檔存放在指定的目錄中。系統(tǒng)在進(jìn)行入庫(kù)管理時(shí)，會(huì)根據(jù)所要添加的文檔類(lèi)型自動(dòng)打開(kāi)該類(lèi)文檔所在的目錄，這樣不僅可以提高文檔入庫(kù)管理的效率，而且可以保持文檔數(shù)據(jù)源存放整齊而有條理。

    3.4 標(biāo)簽頁(yè)的設(shè)計(jì)

    管理系統(tǒng)是基于AutoCAD對(duì)話框模式設(shè)計(jì)，并具有菜單功能。主界面采用結(jié)構(gòu)樹(shù)和標(biāo)簽頁(yè)結(jié) 合的形式，以便使結(jié)構(gòu)樹(shù)節(jié)點(diǎn)上選中的產(chǎn)品零件，其內(nèi)容能夠在標(biāo)簽頁(yè)上顯示和瀏覽。編程中定義了CtreeCtrl類(lèi)的對(duì)象m-CmyTreeCtrl和CtabCtrl類(lèi)的對(duì)象m-CmyTabCtrl。

    從Cdialog派生一個(gè)對(duì)話框的類(lèi)Cassemble3DDlg，它具有確定標(biāo)簽屬性頁(yè)的大小，而 dlgPag e1為派生類(lèi)的一個(gè)對(duì)象。對(duì)標(biāo)簽頁(yè)中的其中一項(xiàng)屬性頁(yè)處理如下：

    ……

    這樣就可在該屬性頁(yè)上產(chǎn)生預(yù)期所要顯示的內(nèi)容，對(duì)標(biāo)簽頁(yè)中其他屬性頁(yè)可采用同 樣方法設(shè)計(jì)完成。

    3.5 圖形可視化

    本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是圖形文檔的可視化，其目的就是能夠?yàn)g覽所管理的圖形文件，直觀地了解和掌握所管理的圖形文檔內(nèi)容，并使得零件圖形與其加工刀位文檔有一直觀的對(duì)應(yīng)。系統(tǒng)涉及DWG、PRT等圖形格式文件的顯示。通過(guò)采用兩個(gè)圖形顯示控件分別來(lái)完成二維、三維圖形的顯示工作。而二維圖形顯示控件能對(duì)圖形進(jìn)行放大、縮小和平移，圖形的分層顯示等；對(duì)三維圖形還具有六個(gè)投影視圖的顯示，實(shí)體圖形任意旋轉(zhuǎn)和連續(xù)旋轉(zhuǎn)，以及打印、圖形測(cè)量等多項(xiàng)功能。圖2顯示系統(tǒng)主界面和三維實(shí)體圖形的可視化。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    模具制造文檔管理系統(tǒng)不僅具有開(kāi)發(fā)成本少，管理和運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)，而且還具有多項(xiàng) 處理文檔和進(jìn)行管理的功能，并能提供多格式圖形可視化，因此，特別適合中小模具企業(yè)的核心資源文檔的管理。管理系統(tǒng)已運(yùn)用于模具生產(chǎn)廠家的文檔管理。實(shí)踐證明，整個(gè)系統(tǒng)在AutoCAD2000環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定，界面友好，具有較強(qiáng)的通用性。它不僅可以為目前模具企業(yè)的文檔管理提供工具，也可為今后基于制造特征抽取與NC加工指令程序的映射研究工作奠定基礎(chǔ)。