基于CAT I A的三维标准件库的研究与实现赵立营，黄翔（南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016）摘要：阐述在CAT I A中建立标准件模型和参数库的方法，通过VB调用CAT I A类接口进行二次开发，控制和访问CAT I A中的对象，实现了基于CAT I A平台的标准件库。
关键词：标准件库；参数化；CAT I A中图分类号：TP391.72文献标识码：B文章编号：1671-5276（2003）03-0054-03The r esearch and i m p le m ent of3D s tandard parts l ibrar y Based on CAT iAZHAO l i-y i n g，HUANG x ian g（C o lle g e o f M echanical and E lectrical En g i neeri n g，NUAA，JS N an j i n g210016，Chi na）Abstract：S tandard Parts are used i n desi g ni n g m echanical p roducts.I n order to accelerate desi g ni n g，t he m et hod f or establishi n g S tandard Parts and p ara m eter li brar y are discussed.S tandard Parts l i brar y is devel-o pp ed and com p leted b y hel p o f VB and CAT I A AP I.K e y words：standard p arts li brar y；p ara m etric；CAT I A0引言在机械设计过程中，需要大量使用标准件，而在标准件的建模过程中，需要反复查阅手册以确定零部件的标准外形与尺寸，耗费了大量的时间［2］。
随着科学技术的发展，机械设计的复杂性、精度要求、快速性要求都在逐步地提高，给传统的机械设计方式提出了更高的要求。
为了提高设计效率，缩短设计周期，避免重复劳动，标准件库的概念应运而生。
目前已经开发成功的标准件库系统有基于A utoCAD的二维标准件库系统和基于三维软件系统UG、S o li d w orks等平台的三维标准件库系统［3］，国内尚无在CAT I A V5R8环境下建立标准件的完备系统，为此提出基于CAT I A平台的三维标准件库系统的实现。
CAT I A V5R8是由I BM公司发行的，由法国D assault S y ste m公司开发的具有界面友好、功能强大、易于操作的三维CAD／CAM软件，多用于大型复杂的产品设计。
CAT I A虽然有自己的标准件库功能，但其格式是开发商自己定义专业格式，不能有效地和国家及企业标准结合起来，并且操作繁琐，更新性较差，标准件存储的数据冗余，不易操作。
这都要求我们开发出符合自己实际情况的三维标准件库系统。
在CAT I A V5R8下建立三维标准件库，可以分为三种方法：a）通过应用CAT I A提供的二次开发工具RADE和库函数CAA（CAT I A A pp lication A rchi-tect ure）的接口，在VC开发环境中创建标准件库应用程序。
b）用VB提供的引用对象库，将CAT I A的库文件加入程序框架，引用CAT I A的类对象、函数等，进行二次开发。
c）使用CAT I A软件提供的F or m ula功能、D esi g n T able功能和C atalo g功能，建立和使用三维标准件库。
本文简要介绍通过VB开发标准件库的方法。
1实现VB6.0和CAT I A的链接V isual B asic6.0提供链接对象库的功能，能方便的把相关的库类加入到编程的框架环境中，引用相关库的函数、变量等。
在VB编程环境中选择【PRO J ECT】／【REFRENCE】打开对象库功能，选择相关的CAT I A对象库。
CAT I A提供的对象库大约有50余个，在选择对象库的时候，注意应该选择我们所需要的，扩大选择范围虽然能保证对象的引用性，但运行时会造成不必要的系统开支。
实现收稿日期：2003-01-07·54·http：／／ZZHD.chi na j E-m ail：ZZHD!chi na j 《机械制造与自动化》对象的操作，前提步骤是对CAT I A的对象层次结构有正确的了解，如图1所示。
操作使用的装配件文档模式是P rdocut D ocu m ent，相关装配子零件的图1CAT I A对象层次结构属性和方法存在于P rdocut D ocu m ent的子集P rod-uct下。
实现VB和CAT I A的链接，首先要定义CA-T I A对象，定义的对象、变量可以是CAT I A支持的所有类，下面是链接CAT I A的代码：D i m m y C atia A s I NF I TF.A pp licationS etm y C atia=g et O b j ect（，~CAT I A.A pp lication~）If e rr.Nu m ber!"U T henS etCAT I A=C reateO b j ect（~CAT I A.A pp lication~）CAT I A.V isi ble=T ruee nd If!标准件模型的建立参数化设计是指系统通过尺寸驱动的方式，以独立的几何约束条件和简单的等式，寻找特定解决方案。
参数化设计的主要特色是以尺寸控制几何模型，系统不仅记录了建立的几何特征，同时也捕捉了零件的设计意图，当参数尺寸变化时各个特征间的几何约束关系并不发生改变［4，5］。
零件建模过程要严格按照参数化设计的要求，这是标准件库消除数据冗余的关键所在。
CAT I A软件提供了参数化的设计方法。
参数尺寸包括描述零件的定位尺寸、特征尺寸、特征、元素之间的约束关系。
在定义约束关系过程中应使约束关系尽量优化，避免出现过约束和欠约束情况，从而使建立的实体零件具有完整的关联性。
总之，在建模过程中，根据实体的外形特征、尺寸（直径、长度、角度）以及国家标准等来选择适当的参数变量最为关键。
"标准件参数的数据库设计随着网络及企业信息化的飞速发展，数据库的作用就越明显，同时数据库技术也越来越广泛地应用于企业的各个方面，数据库逐渐成为我们管理“知识、信息”的有效工具。
标准件需要调用国标件的数据、属性和规范，对于每一种标准件，其规格大小不同，尺寸系列不同。
当选择一种标准件时，就应利用存放在数据库内的尺寸参数，驱动尺寸使实体自动的改变，因而数据库系统的设计和使用在标准件库中的作用十分显著［7］。
根据关系数据库的原理，利用O racle8.U.6设计数据库结构时，共设计4个数据表，分别为零件管理表、零件类型表、零件主参数表、零件辅助参数及属性表，各个表通过主键和外键的约束相互关联。
通过使用数据库管理零件的参数及属性，具有数据冗余度小、可扩充性强、数据调用的速度快等诸多优点。
建立的数据表之间的关系如图2所示：图2数据表的关系下面是链接数据库的简化代码：D i m m y con A s ADODB.C onnection’定义链接类型m y con.C onnectionS tri n g=~D SN=m y test；U I D=；P W D=；~’定义链接用户，内容依次是数据源名称，用户名称，用户密码m y con.O p en’打开数据库S et m y te m p=N e W ADODB.recordset’定义数据集对象m y te m p.C ursor Location=ad U seC lient’定义客户端打开数据库S et m y te m p=m y con.e xecute（~select#from p art-M achine buil d in g A uto m ation，Jun2 3，（3）：54-56·55·na m e Where p art na m e=!&m y te m p str&WW）’打开我们所需求的表!建立标准件库V isual B asic6.0支持几乎所有的数据库链接技术，本系统所采用的当前比较先进的ADO数据库访问模式，通过链接ODBC数据源，实现数据的添加、删除、修改、查询等功能。
完成标准件模型的建立和数据结构的设计，下一步是如何把标准件模型数据按系列存储于数据库。
为了增强建库工具的易操作性，界面采用交互的方式，使非专业人员可以根据交互提示的信息，快速地建立标准件库，如图3所示。
基于减少数据冗余、实现零件库的可扩充性及组合件建库的要求，系统采用标准件的主参数驱动模型，而其它辅助参数以及属性（材料、名称、配合要求等）作为主参数的补充。
标准件主参数的选取主要依靠标准件模型特征和产品的设计意图来捕捉，这也是完成标准件库知识工程的前提和关键。
图3用户交互界面将尺寸系列存入数据库。
由于采用的是主参数存储方式，标准件的辅助参数及属性的输入的工作量将有较大的下降。
"标准件库的使用调用标准件库的关键步骤大约可以分为两部分：数据的拾取；标准件模型的动态驱动。
数据读取的速度和正确性是标准件库系统的性能的标志之一。
用户提交所需要的信息后，数据库内读出的内容不但包括零件的尺寸参数，还需有零件的属性，系统会自动的在数据库中搜索出零件对应数据集并返回到标准件的尺寸对象。
下面的一段代码是说明如何获取数据集并驱动标准件模型的。
D i m Part D ocu m ent0A s Part D ocu m entD i m m y Para m sas KnoW led g e W areT yp eL i b.Para m etersS etm y Para m s=Part D ocu m ent0.Part.Para m eters’获取标准件模型的参数集D i m m yp arana m e A s S tri n g’获取零件参数名称D i m m y L en g t hS et m y L en g t h=m y Para m s.Ite m（m yp arana m e）’获取零件尺寸驱动的接口m y L en g t h.V al ue=m yp araval ue’将数据库读出的数据赋予零件Part D ocu m ent0.Part.U p date’驱动零件模型上述算法的整个过程可归纳为：输入信息!查询数据库!返回数据集!根据新尺寸驱动模型#结束语通过标准件库系统的研究和开发，为解决机械设计中大量标准件的快速、准确查询与使用及标准件产品数据的管理提供了一条有效的途径，大大提高了机械设计的效率，缩短设计周期，同时这也是在CAT I A上建立标准件库的初步尝试，为CAT I A 标准件库的其他开发方法提供了思路。