本系統(tǒng)旨在開發(fā)一款基于UG平臺智能化注塑模CAD專用模塊，實現(xiàn)手機等小型模具的快速設(shè)計，以提高設(shè)計效率，縮短模具設(shè)計周期，并以數(shù)字化設(shè)計方法提高模具設(shè)計質(zhì)量。通過運用實驗室的相關(guān)技術(shù)成果，全面提高公司的模具三維CAD/CAM/CAE技術(shù)水平，滿足企業(yè)模具產(chǎn)品打入國際市場的現(xiàn)實需求，提高企業(yè)的面向經(jīng)濟全球化趨勢下的長遠市場競爭力。
在實際生產(chǎn)設(shè)計過程中，對于復(fù)雜的機械產(chǎn)品零件的某一部分，其結(jié)構(gòu)是完全相同的或大體相同，只是在不同的應(yīng)用中，尺寸不同而已。因此把這些常用的結(jié)構(gòu)特征存儲起來，在零件的設(shè)計過程中，當遇到類似的結(jié)構(gòu)時，把存儲的結(jié)構(gòu)作為一個整體即一個特征調(diào)進來，像機器的裝配過程一樣，按照實際需要的尺寸及約束條件把它同零件原有的部分進行布爾運算（交、并、差）得到設(shè)計師需要的結(jié)果。而當前Mold Wizard 提供的標準件平臺是通過裝配方式調(diào)入的，采用固有的配合方式。這種方式缺乏靈活性，而且會產(chǎn)生冗余的裝配結(jié)構(gòu)，增加用戶使用的難度。該項目通過類似標準件的建庫方案為用戶定義特征提供一個開放性的平臺，只需把已定義特征在數(shù)據(jù)庫中注冊，然后通過該平臺進行調(diào)用，系統(tǒng)自動根據(jù)輸入?yún)?shù)自動生成相應(yīng)的特征。因此，基于UG進行用戶自定義特征（User Defined Feature）庫的二次開發(fā)，能夠更好地滿足企業(yè)的個性化設(shè)計要求，并充分融合企業(yè)的設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計知識，對企業(yè)實現(xiàn)注塑模的快速、智能化設(shè)計有著十分重要的意義。
1. 系統(tǒng)界面如下：
2. 特征定義與實例化
UDF 實際上是對造型系統(tǒng)中已有的形狀特征和造型方式的封裝。通過封裝, UDF 屏蔽了對設(shè)計人員而言沒有工程意義的繁瑣的何造型操作, 而將具有工程意義的參考幾何元素、約束和尺寸以接口的形式暴露給設(shè)計人員。這些具有工程意義的參數(shù)和幾何元素由設(shè)計人員在對UDF進行實例化時確定。UDF 的定義過程包括幾何定義、屬性定義和約束定義三步。幾何定義就是使用特征造型系統(tǒng)進行造型的過程, 幾何定義的過程則表現(xiàn)為用戶從特征歷史樹上選取子特征的過程, 被選取的子特征構(gòu)成UDF所包含的內(nèi)部特征集合。屬性定義的過程是定義UDF所包含的描述信息的過程。約束的定義分為兩步, 首先用戶選擇具有工程意義的尺寸和參數(shù), 而后用戶建立個參數(shù)之間的約束方程。UDF 的實例化過程包括UDF 定位、參數(shù)賦值、約束檢查和內(nèi)部特征重構(gòu)四步。通過對屬性和參數(shù)重新賦值, 進而驅(qū)動UDF 模型得到不同的實例。
3.系統(tǒng)概念模型
該平臺的整體設(shè)計模型如下圖1，其中擁護模型庫是指用來存放用戶自定義特征的特征集合。運用用戶自定義特征（UDF）這種機制可建立用戶自定義特征和專用特征庫，設(shè)計者只要在設(shè)計過程的用戶界面中輸入相關(guān)參數(shù)值和約束值，就可將用戶自定義特征無縫集成到設(shè)計過程當中，滿足用戶的特定要求，體現(xiàn)了設(shè)計者的靈活性和創(chuàng)造性，提高了設(shè)計效率。設(shè)計人員可以將經(jīng)常使用的特征經(jīng)過定義以后存于用戶自定義特征庫（UDF LIBRARY）中，當此類特征積累到一定數(shù)量時，這些特征就成為設(shè)計的標準特征數(shù)據(jù)庫，后續(xù)設(shè)計中遇到同樣的問題時，只需要從數(shù)據(jù)庫中選用所需的UDF 特征，既節(jié)省時間又能使設(shè)計滿足標準化模塊化的要求。用戶自定義特征庫系統(tǒng)主要由圖庫與外界的接口模塊、特征部件注冊表、用戶自定義特征尺寸信息數(shù)據(jù)庫以及建庫工具組成。界面設(shè)計模塊是聯(lián)系用戶和系統(tǒng)的橋梁，通過圖形界面用戶可完成自定義特征的調(diào)用及后續(xù)操作，所有特征模型是參數(shù)化的，用戶選擇特征的參數(shù)通過注冊模塊已存入數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)根據(jù)選擇類型在數(shù)據(jù)庫中搜索相應(yīng)記錄,驅(qū)動相應(yīng)模型生成特征。
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)管理
用戶注冊模塊對特征進行分類管理，在注冊文件中把特征按照類別不同加入到不同的注冊表項中，方便用戶迅速索引到所需類型的特征。 注冊文件分為兩部分，第一個為數(shù)據(jù)庫路徑注冊文件，負責提供數(shù)據(jù)文件路徑。第二個是模型數(shù)據(jù)注冊文件,根據(jù)不同的模型,用戶輸入相應(yīng)的關(guān)鍵尺寸。數(shù)據(jù)庫的管理分為外部管理和內(nèi)部管理，其中外部管理的主要工作是，當用戶選擇某一特征名稱時，在界面上顯示特征的關(guān)鍵尺寸參數(shù)和二維圖形。一旦用戶確定采用某一規(guī)格的特征時，特征管理系統(tǒng)就會根據(jù)其名稱到特征幾何模型庫搜索相應(yīng)的模型。同時，根據(jù)特征名稱到庫中搜索相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件.最后，用這些參數(shù)值對標準件模型進行驅(qū)動，得到用戶指定的特征。數(shù)據(jù)的內(nèi)部管理主要通過系統(tǒng)注冊文件和零件間的索引關(guān)系來實現(xiàn)，在建庫時通過文件名實現(xiàn)特征在庫內(nèi)部的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫采用Microsoft Excel，利用ODBC訪問數(shù)據(jù)庫。采用Excel作為存儲介質(zhì)能讓用戶方便地對標準件數(shù)據(jù)進行修改，相比其他數(shù)據(jù)庫，沒有數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)的用戶也能輕松操作，因此具有良好的操作性和擴展性。
系統(tǒng)生成的UG爆炸效果圖如下：
本系統(tǒng)旨在開發(fā)一款基于UG平臺智能化注塑模CAD專用模塊，實現(xiàn)手機等小型模具的快速設(shè)計，以提高設(shè)計效率，縮短模具設(shè)計周期，并以數(shù)字化設(shè)計方法提高模具設(shè)計質(zhì)量。通過運用實驗室的相關(guān)技術(shù)成果，全面提高公司的模具三維CAD/CAM/CAE技術(shù)水平，滿足企業(yè)模具產(chǎn)品打入國際市場的現(xiàn)實需求，提高企業(yè)的面向經(jīng)濟全球化趨勢下的長遠市場競爭力。
在實際生產(chǎn)設(shè)計過程中，對于復(fù)雜的機械產(chǎn)品零件的某一部分，其結(jié)構(gòu)是完全相同的或大體相同，只是在不同的應(yīng)用中，尺寸不同而已。因此把這些常用的結(jié)構(gòu)特征存儲起來，在零件的設(shè)計過程中，當遇到類似的結(jié)構(gòu)時，把存儲的結(jié)構(gòu)作為一個整體即一個特征調(diào)進來，像機器的裝配過程一樣，按照實際需要的尺寸及約束條件把它同零件原有的部分進行布爾運算（交、并、差）得到設(shè)計師需要的結(jié)果。而當前Mold Wizard 提供的標準件平臺是通過裝配方式調(diào)入的，采用固有的配合方式。這種方式缺乏靈活性，而且會產(chǎn)生冗余的裝配結(jié)構(gòu)，增加用戶使用的難度。該項目通過類似標準件的建庫方案為用戶定義特征提供一個開放性的平臺，只需把已定義特征在數(shù)據(jù)庫中注冊，然后通過該平臺進行調(diào)用，系統(tǒng)自動根據(jù)輸入?yún)?shù)自動生成相應(yīng)的特征。因此，基于UG進行用戶自定義特征（User Defined Feature）庫的二次開發(fā)，能夠更好地滿足企業(yè)的個性化設(shè)計要求，并充分融合企業(yè)的設(shè)計經(jīng)驗和設(shè)計知識，對企業(yè)實現(xiàn)注塑模的快速、智能化設(shè)計有著十分重要的意義。
1. 系統(tǒng)界面如下：
2. 特征定義與實例化
UDF 實際上是對造型系統(tǒng)中已有的形狀特征和造型方式的封裝。通過封裝, UDF 屏蔽了對設(shè)計人員而言沒有工程意義的繁瑣的何造型操作, 而將具有工程意義的參考幾何元素、約束和尺寸以接口的形式暴露給設(shè)計人員。這些具有工程意義的參數(shù)和幾何元素由設(shè)計人員在對UDF進行實例化時確定。UDF 的定義過程包括幾何定義、屬性定義和約束定義三步。幾何定義就是使用特征造型系統(tǒng)進行造型的過程, 幾何定義的過程則表現(xiàn)為用戶從特征歷史樹上選取子特征的過程, 被選取的子特征構(gòu)成UDF所包含的內(nèi)部特征集合。屬性定義的過程是定義UDF所包含的描述信息的過程。約束的定義分為兩步, 首先用戶選擇具有工程意義的尺寸和參數(shù), 而后用戶建立個參數(shù)之間的約束方程。UDF 的實例化過程包括UDF 定位、參數(shù)賦值、約束檢查和內(nèi)部特征重構(gòu)四步。通過對屬性和參數(shù)重新賦值, 進而驅(qū)動UDF 模型得到不同的實例。
3.系統(tǒng)概念模型
該平臺的整體設(shè)計模型如下圖1，其中擁護模型庫是指用來存放用戶自定義特征的特征集合。運用用戶自定義特征（UDF）這種機制可建立用戶自定義特征和專用特征庫，設(shè)計者只要在設(shè)計過程的用戶界面中輸入相關(guān)參數(shù)值和約束值，就可將用戶自定義特征無縫集成到設(shè)計過程當中，滿足用戶的特定要求，體現(xiàn)了設(shè)計者的靈活性和創(chuàng)造性，提高了設(shè)計效率。設(shè)計人員可以將經(jīng)常使用的特征經(jīng)過定義以后存于用戶自定義特征庫（UDF LIBRARY）中，當此類特征積累到一定數(shù)量時，這些特征就成為設(shè)計的標準特征數(shù)據(jù)庫，后續(xù)設(shè)計中遇到同樣的問題時，只需要從數(shù)據(jù)庫中選用所需的UDF 特征，既節(jié)省時間又能使設(shè)計滿足標準化模塊化的要求。用戶自定義特征庫系統(tǒng)主要由圖庫與外界的接口模塊、特征部件注冊表、用戶自定義特征尺寸信息數(shù)據(jù)庫以及建庫工具組成。界面設(shè)計模塊是聯(lián)系用戶和系統(tǒng)的橋梁，通過圖形界面用戶可完成自定義特征的調(diào)用及后續(xù)操作，所有特征模型是參數(shù)化的，用戶選擇特征的參數(shù)通過注冊模塊已存入數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)根據(jù)選擇類型在數(shù)據(jù)庫中搜索相應(yīng)記錄,驅(qū)動相應(yīng)模型生成特征。
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)管理
用戶注冊模塊對特征進行分類管理，在注冊文件中把特征按照類別不同加入到不同的注冊表項中，方便用戶迅速索引到所需類型的特征。 注冊文件分為兩部分，第一個為數(shù)據(jù)庫路徑注冊文件，負責提供數(shù)據(jù)文件路徑。第二個是模型數(shù)據(jù)注冊文件,根據(jù)不同的模型,用戶輸入相應(yīng)的關(guān)鍵尺寸。數(shù)據(jù)庫的管理分為外部管理和內(nèi)部管理，其中外部管理的主要工作是，當用戶選擇某一特征名稱時，在界面上顯示特征的關(guān)鍵尺寸參數(shù)和二維圖形。一旦用戶確定采用某一規(guī)格的特征時，特征管理系統(tǒng)就會根據(jù)其名稱到特征幾何模型庫搜索相應(yīng)的模型。同時，根據(jù)特征名稱到庫中搜索相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件.最后，用這些參數(shù)值對標準件模型進行驅(qū)動，得到用戶指定的特征。數(shù)據(jù)的內(nèi)部管理主要通過系統(tǒng)注冊文件和零件間的索引關(guān)系來實現(xiàn)，在建庫時通過文件名實現(xiàn)特征在庫內(nèi)部的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫采用Microsoft Excel，利用ODBC訪問數(shù)據(jù)庫。采用Excel作為存儲介質(zhì)能讓用戶方便地對標準件數(shù)據(jù)進行修改，相比其他數(shù)據(jù)庫，沒有數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)的用戶也能輕松操作，因此具有良好的操作性和擴展性。
系統(tǒng)生成的UG爆炸效果圖如下：
