在建筑、橋梁,、汽車,、壓力容器和機械等工程領(lǐng)域都廣泛使用焊接構(gòu)件，焊接構(gòu)件通常作為工程設(shè)備的主體或支撐結(jié)構(gòu),，有很高的質(zhì)量技術(shù)要求,，這對焊接構(gòu)件的設(shè)計與制造工作量很大。目前使用的AutoCAD,、Pro/ENGINEER和NX等工程軟件并沒能很好地解決焊接設(shè)計問題,，設(shè)計人員任務(wù)重，效率低,。而WELDSYS焊接系統(tǒng)的開發(fā)恰好解決了這個問題,，本系統(tǒng)可實現(xiàn)焊接構(gòu)件的裝配設(shè)計、焊縫定義,、組件工程圖的輸出,、坡口加工或凹槽零件圖的輸出，自動化程度高,，設(shè)計精度和設(shè)計效率都有出色的表現(xiàn),，可靠性高,、實用性強,。

　　一、WELDSYS焊接系統(tǒng)的組成

　　本系統(tǒng)主要有標(biāo)準件庫,、公用數(shù)據(jù)庫,、焊接組件設(shè)計模塊、焊縫定義模塊,、組件工程圖繪圖模塊,、加工坡口和凹槽零件的繪圖模塊以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口等組成，如圖1所示,。它以3D 數(shù)據(jù)模型為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，使用單一數(shù)據(jù)庫,，全約束、尺寸完全相關(guān),，實現(xiàn)了裝配設(shè)計,、焊接設(shè)計、零件設(shè)計,、工程圖輸出一體化以及CAD與CAM一體化,，與其他流行軟件可進行數(shù)據(jù)交換，兼容性好,。

　　二,、WELDSYS功能模塊及作用

　　1.標(biāo)準件庫

　　提供了焊接構(gòu)件常用的型材構(gòu)件，如圓鋼,、方鋼,、六角鋼、板材,、管材,、工字鋼、角鋼和槽鋼等型材構(gòu)件,，壓力容器,、大直徑管等通用構(gòu)件。它們以參數(shù)化成型件出現(xiàn),，可根據(jù)需要修改參數(shù)直接用于裝配設(shè)計,。

　　2.公用數(shù)據(jù)庫

　　為系統(tǒng)提供了一系列設(shè)計模板，如裝配設(shè)計環(huán)境模板,、零件設(shè)計環(huán)境模板,、組件工程圖繪制模板和元件工程圖繪制模板，為參數(shù)化設(shè)計提供了大量原型零件,、標(biāo)準材料數(shù)據(jù)庫,、特殊符號庫等。

　　3.焊接組件設(shè)計模塊

　　焊接組件是一個裝配件,，該模塊利用Pro/ENGINEER裝配技術(shù)進行裝配設(shè)計,。

　　(1)選擇已經(jīng)設(shè)計好的需要焊接的組件;

　　(2)設(shè)計焊接組件。利用裝配設(shè)計的方法,，可自下而上利用已有的構(gòu)件,、標(biāo)準件完成裝配設(shè)計，也可采用自上而下的方法從概念設(shè)計,、原理設(shè)計再到裝配設(shè)計,。

　　4.焊縫定義模塊

　　包括焊接環(huán)境設(shè)計：定義焊條、工藝及參數(shù),，選擇焊接類型,，選擇實焊與輕焊表現(xiàn)形式,，決定輸出數(shù)據(jù)源是組件還是元件，定義焊縫,、坡口加工或焊接凹槽的位置,、形狀和尺寸，設(shè)置其他任何參數(shù)或焊接工藝,。

　　5.焊接組件繪圖模塊

　　通過焊接組件繪圖和對焊接接頭注釋,，表達焊接裝配;生成材料清單(BOM表)或帶有焊縫參數(shù)的Pro/REPORT表。

　　6.拆分元件及元件工程圖輸出

　　該模塊提供了對定義有坡口或凹槽的元件從組件中分解出來,，詳細表達元件的結(jié)構(gòu)形狀,、尺寸大小和技術(shù)要求等。WELDSYS開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)#e#三,、WELDSYS開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

　　本系統(tǒng)是基于Pro/ENGINEER Wildfire 3.0為平臺,，以Pro/TOOLKIT為開發(fā)工具，使用VC++.NET2002作為編譯工具,，充分利用VC++.NET語言的功能和Pro/TOOLKIT提供的C/C++函數(shù)的集合,，編寫出執(zhí)行程序，作為Pro/ENGINEER的一個外掛插件或模塊使用,，以滿足焊接設(shè)計需要,。

　　1.Pro/ENGINEER參數(shù)化設(shè)計

　　標(biāo)準構(gòu)件是一系列依據(jù)國標(biāo)型號的型材零件，在設(shè)計上充分利用了Pro/ENGINEER參數(shù)化設(shè)計思想,，將原型件參數(shù)化,，通過控制主要參數(shù)，實現(xiàn)組件對元件的不同設(shè)計要求,。具體實現(xiàn)中要針對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點設(shè)定必要的有限個參數(shù),，并與原型所有構(gòu)造尺寸建立關(guān)系式，以實現(xiàn)整體參數(shù)化驅(qū)動造型,。

　　2.ODBC數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

　　標(biāo)準構(gòu)件的參數(shù)是由相應(yīng)國標(biāo)提供,，本系統(tǒng)是使用以下步驟操作數(shù)據(jù)庫。

　　(1)使用Microsoft Visual FoxPro6.0建立各種型材件數(shù)據(jù)庫表,，并通過Microsoft WindowsXP控制面板的管理工具,，新建一個數(shù)據(jù)源。

　　(2)由VC++.NET對話框模板資源創(chuàng)建對話框及列表控件,，并添加相應(yīng)對話框類,。

　　(3)建立數(shù)據(jù)表集類,，使用CRecordset類來綁定數(shù)據(jù)表,。

　　(4)設(shè)計調(diào)用函數(shù)和對話框消息響應(yīng)函數(shù)，完成從數(shù)據(jù)庫讀取信息,，顯示在列表框中,，以及其他操作,，如圖2所示。

　　3.裝配技術(shù)

　　裝配設(shè)計有兩種典型的方法,，即自下而上和自上而下的裝配設(shè)計,。本系統(tǒng)采用自下而上的裝配設(shè)計方法：引用已經(jīng)構(gòu)造好的零件模型、組件模型或參數(shù)化設(shè)計的模型,，按組件或復(fù)合構(gòu)件的結(jié)構(gòu)順序,，由最低層的元件開始，再逐級向上完成裝配建模,。用到Pro/TOOLKIT兩個主要函數(shù),。

　　(1)元件裝配函數(shù)，其函數(shù)原型定義如下：

　　#include //包含頭文件 ProError ProAsmcompAssemble(ProAssembly owner_assembly,， //裝配件的句柄

　　ProSolid component_model,，//是需要裝配進來的模型句柄

　　ProMatrix init_pos，//是一個轉(zhuǎn)置矩陣,，用于設(shè)置元件的初始位置

　　ProAsmcomp*feature//返回之后的元件對象)

　　Returns: PRO_TK_NO_ERROR //返回成功; PRO_TK_BAD_INPUTS //返回錯誤;

　　(2)重新定義裝配元件的裝配約束函數(shù),，其函數(shù)原型定義如下：

　　#include //包含頭文件ProError ProAsmcompConstrRedefUI( ProAsmcomp *p_feat_handle//裝配元件對象句柄)

　　Returns:PRO_TK_NO_ERROR//返回成功; PRO_TK_BAD_INPUTS//返回錯誤;PRO_TK_USER_ABORT //返回中止;

　　4.焊縫定義

　　包括焊縫、坡口加工和凹槽的參數(shù)定義,、特征定義,。驅(qū)動源是元件或組件，采用實焊或是輕焊幾何表達,。其中實焊(SOLID)指設(shè)計中創(chuàng)建并顯示實體幾何,，“焊縫”或“坡口加工”特征包含了制造所需的所有必要數(shù)據(jù)，并在設(shè)計中用實焊幾何表示,，如圖3所示,。輕焊(LIGHT)指參考現(xiàn)有曲線或邊，但沒有其自身的幾何,。焊縫或坡口加工特征包括制造必需的所有參數(shù),，但只用其參照的幾何(邊、曲面)表示,，如圖4所示,。實焊坡口加工的減少會顯著減少設(shè)計的再生和圖形載入時間，當(dāng)模型中有大量焊縫和坡口加工時,，可使用輕焊表達,，在制造需要時可將它們?nèi)菀椎棉D(zhuǎn)為實焊表達。

　　5.元件拆分技術(shù)

　　在組件環(huán)境下定義的焊接特征,、坡口加工切口和凹槽的幾何形狀及尺寸大小,，需要在元件圖中表達，以便在焊接前提前加工好,。為此可選擇元件作驅(qū)動源進行焊接定義,，利用Pro/ ENGINEER模型單一數(shù)據(jù)庫的特點,，直接讀取元件數(shù)據(jù)庫的文件進行繪圖輸出，并實現(xiàn)模型編輯,、數(shù)據(jù)更新同步,。

　　6.2D工程圖繪制

　　Pro/ENGINEER是三維數(shù)據(jù)庫，通過矩陣變換很容易輸出二維圖形,。本系統(tǒng)是基于自定義2D模板實現(xiàn)工程圖繪制,。主要使用的是Pro/TOOLKIT函數(shù)，其函數(shù)原型如下：

　　ProError ProDrawingFromTmpltCreate( ProName name, //新的繪圖名

　　ProName dwg_template, //繪圖模板名

　　ProModel * model, //創(chuàng)建繪圖時使用的實體模型名 ProDwgcreateOptions options, //繪圖創(chuàng)建的選項 ProDrawing * drawing, //創(chuàng)建的繪圖對象

　　ProDwgcreateErrs * errors ) //創(chuàng)建繪圖引起的警告和錯誤列表

　　其中參數(shù)options的取值為：PRODWGCREATE_DISPLAY_DRAWING：在窗口顯示新的繪圖;

　　PRODWGCREATE_SHOW_ERROR_DIALOG：顯示模板錯誤對話框;

　　PRODWGCREATE_WRITE_ERRORS_TO_FILE：將錯誤寫入磁盤文件,。

　　7.標(biāo)準模板應(yīng)用及自定義模板

　　使用Pro/ENGINEER符合國標(biāo)的元件模板(mmns_part_ solid)和組件模板(mmns_asm_design),，作為實體模型文件讀入。二維繪圖可使用公制模板,，如a0_drawing,，或國標(biāo)圖樣A0、A1,、A2,、A3、A4,，也可自定義繪圖模板,，根據(jù)廠標(biāo)或習(xí)慣格式定制。將所有模板文件存為一個公用數(shù)據(jù)庫,，便于系統(tǒng)調(diào)用,。

　　8.焊接報告生成

　　在焊接工程圖中定義一個報告列表，添加重復(fù)區(qū)域,，插入焊接參數(shù)(weldasm),，由參數(shù)變量訪問繪圖焊接數(shù)據(jù)，自動生成焊接報告,。WELDSYS應(yīng)用實例#e#四,、WELDSYS應(yīng)用實例

　　本系統(tǒng)的菜單體系如圖5所示，可實現(xiàn)多種設(shè)計目的,。某機架組件如圖6所示,，要求焊接定義并繪制帶切口的元件圖。使用本系統(tǒng)具體操作步驟如下,。

　　(1)選擇焊接系統(tǒng)→設(shè)計組件,，從選擇文件對話框中，找到該機架文件名,，并打開,。

　　(2)焊接系統(tǒng)→焊縫定義，選取焊接類型及參數(shù)，如圖7所示,，焊接定義結(jié)果，如圖8所示,。

　　(3)焊接系統(tǒng)→焊接元件繪圖,，從元件繪圖對話框(見圖9)中選擇輸出元件，結(jié)果如圖10所示,。其他應(yīng)用限于篇幅在此省略,。

　　五、結(jié)論

　　本系統(tǒng)專為焊接設(shè)計工作定制,，對從事焊接構(gòu)件設(shè)計的技術(shù)人員來說,，可從繁瑣的設(shè)計中解放出來，實現(xiàn)焊接設(shè)計自動化,、高效化,，提高了焊接設(shè)計的質(zhì)量和進度，在焊接工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值,。