模具零件毛坯尺寸的自動導出方法

0 引 言

毛坯尺寸是零件的基本屬性之一，為模具、工裝和機加產品等的結構設計、干涉分析、材料準備、成本分析、確定加工周期等方面提供了重要的參考作用。目前主流的三維設計軟件均提供測量零件包絡體的功能，主要有2種測量模式

，一種為軸對齊包圍盒AABB（axis-aligned bounding box），另一種為最小包圍盒MBB（minimum bounding box），如圖1所示。最小包圍盒MBB尺寸加上適當的加工余量（機加零件一般為10 mm），即可得到零件的毛坯尺寸。

對于最小包圍盒MBB的算法，不少學者和專家對其進行了大量研究工作。G BAREQUET等

提出利用三維點集來近似求解最小包圍盒的算法，首先對實體模型進行離散化，但想要獲得較高精度的計算結果，必須使得離散化程度更高，從而降低了運行效率；陳柏松等

提出一種基于非線性主成分分析的最小包圍盒計算方法，首先計算頂點區域面積，然后用每個頂點區域面積對頂點進行調制，再使用傳統主成分分析得到目標正交坐標系，從而得到最小包圍盒，該方法計算穩定，但處理較多頂點時速度較慢，且無法處理設有連接關系的點集數據；陳華等

提出一種確定任意形狀物體最小包圍盒的方法，利用實體模型分別繞3個坐標軸旋轉一定角度時計算一次方向包圍盒OBB（oriented bound?ing box），最后找出體積最小的OBB作為最小包圍盒，但該方法計算速度慢、效率低；孔垂品等

提出一種零件的最小包圍盒生成算法，根據旋轉投影的外輪廓確定最小包圍盒，采用逐步細分法，通過2輪旋轉來提高計算效率，但處理單個復雜零件耗時已超過100 s，不適合一次性處理較多零件。

對于一般機加工產品，目前測量最小包圍盒的方法為：利用三維設計軟件，采用手動方式逐個對零件進行測量，再將測量結果逐一手動記錄。但對于大型的模具、工裝和機加工產品，零件數量可能成百上千，如果再采用手動測量和記錄的方式，工作量巨大且容易出錯，影響工作效率。王孟等

基于CATIA/CAA對三維型材的毛坯模型生成技術進行了研究，龍軍等

將UG二次開發技術用于鑄件毛坯三維實體自動生成，該方法主要用于識別孔、凹槽、倒角等加工特征，并將零件模型恢復到機加工前狀態，無法準確用于測量零件的最小包圍盒。針對該問題，需要編制一套高效可靠的程序，快速自動測量和輸出最小包圍盒尺寸，并最終獲得零件的毛坯尺寸，提高工作效率。

1 開發工具

CATIA是一款CAD/CAE/CAM一體化軟件

，廣泛應用于機械設計、航空航天、汽車制造、造船、電子電器等行業。為了滿足用戶個性化和專業化需求，CATIA為用戶提供了多種二次開發接口

，其中包括基于構件的應用編程接口（CAA）

和自動化對象編程接口（VBA）

。CAA是CATIA已有組件的定制開發，主要為Visual C++和Java語言，并要具備連接端口等方面的知識，入門相對困難；VBA是交互式的定制開發，主要為Visual Basic語言

，雖在功能上不及CAA強大，但簡單實用，可以滿足一般專業化需求。現主要介紹在CATIA中采用VBA二次開發接口，使用VB語言進行編程，實現自動批量導出零件毛坯尺寸的功能。

2 程序設計方法

2.1 設計思路和原理

程序設計應簡單實用、穩定運行和計算正確，主要從以下2個方面進行考慮。

此時，曾先生也失去了理智，他把背包扔到地上，然后向前撲倒在地上號叫。曾先生表示，當時沒有考慮這種方式是否妥當，只是想控訴警方的作為，并向路人求助。

海南陵水海洋經濟發展示范區的主要任務是開展海洋旅游業國際化高端化發展示范，探索“海洋旅游+”產業融合發展模式創新。

（2）裝配狀態包含零件、子裝配、部件等多個對象，測量最小包圍盒時容易出錯，最好單獨打開零件進行測量。

2.2 功能實現

2.2.1 查找零件

查找某文件夾及其子文件夾中的所有CATIA零件（*.CATPart），并將相關文件信息輸出到Ex?cel表。

查找零件的子程序代碼如下。

三是 IT技術與電氣自動化相融合。當前，傳統自動化技術與 IT技術的融合明顯加快 [4]。IT技術對電氣自動化的影響主要有：通過數據處理系統影響管理層，幫助管理人員高效管理；影響自動化設備和系統，確保系統各部分相互通信，提高系統集成度[5]。

Public n_File As Double'文件數量

Public FileName(1 To 65536)As String'文件名稱

FilePath(n_File)=Left(file.Path,InStrRev(file.Path,""))

Next

For Each file In CreateObject("Scripting.FileSystemOb?ject").GetFolder(Path1).Files

本屆展會以“科學發展·低碳節能”為主題，以科技創新、清潔高效、節能減排為主要內容，來自中國及其他近10個國家的煤炭企業、煤炭洗選設備制造企業、煤礦節能及環保設備企業、煤化工及石化企業和相關科研院所的200多家單位參加了展覽，展覽面積超過1.3萬m2，集中展示了煤炭洗選加工、資源綜合利用、發展循環經濟、礦區生態環境保護和煤化工及石油化工等領域的新技術、新工藝、新產品和新成果，充分體現了綠色、低碳、環保的理念。人民日報等20多家新聞媒體對展覽會進行了采訪報道。

If InStr(file.Name,".CATPart")<>0 Then'判斷是否為零件類文件

n_File=n_File+1

女兒的病情剛穩定，夫妻倆就決定讓母親到醫院照顧女兒，重新返回工作崗位，雖然心中有諸多不舍，但工作的責任感和對社會感恩的心，讓她不愿懈怠。她說：“是組織的關懷和愛心人士的幫助，幫我們一家人渡過了難關，我唯有更努力的工作，才能無愧于心。”

Next

Public FilePath(1 To 65536)As String'文件路徑

End if

我喜歡他，因為他的憂郁和沉默。很奇怪，他沒錢沒房子，我居然也會喜歡他，面對他，總有一種臉紅心跳的感覺。但我并不知道他是否喜歡我，雖然那時候，小店里已經時常有客人夸我長得漂亮，當他們得知我叫關之林的時候，總是哈哈大笑，說，小林，你一點也不像關之林，倒是與張曼玉有些神似，總能輕易勾人魂魄。

Public Sub SerachFile(ByVal Path1 As String)

If CreateObject("Scripting.FileSystemObject").GetFold?er(Path1).SubFolders.Count>0 Then

For Each Folder In CreateObject("Scripting.FileSystem?Object").GetFolder(Path1).SubFolders'子文件夾中遞歸調用

SerachFile Folder.Path

FileName(n_File)=file.Name

該方案也是目前的主流控制方式，具體的實際案例非常多，如海口Ⅰ（2×600 t/d）、株洲（2×500t/d）、哈爾濱（2×600t/d）、海口Ⅱ （2×600t/d）、珠海 （2×600 t/d）、蕪湖 （2×600 t/d）、石家莊（1×825 t/d）、寧波（3×750 t/d） 等項目。以上項目均已長期投入運行。

End If

End Sub

將文件信息輸出到Excel表的代碼如下。

Dim EXCEL1 As Workbook

Next

EXCEL1.Application.Visible=True

Dim sheets1 As Worksheet

（1）可對某文件夾中的所有零件進行自動批量處理，并將結果輸出到Excel表中，方便后續操作。采用遞歸算法遍歷某文件夾及其子文件夾中的全部零件，程序執行的主要流程如圖2所示。

Set sheets1=EXCEL1.Worksheets(1)

C_FileName="A"'文件名稱所在列

C_FilePath="B"'文件路徑所在列

For Each file In fils

n_File=n_File+1

sheets1.Range(C_FileName&n_File+1).Value=CStr(file.Name)

sheets1.Range(C_FilePath&n_File+1).Value=File?Path1

Next

余琳[7]選取精細膠粉與PP/EPDM型聚烯烴類熱塑性硫化膠(TPV)通過直接混煉法制備性能保持良好的膠粉/TPV共混材料，同時采用添加增容劑、活化劑與增容劑并用兩種方法，進一步改進共混體系的兩相界面相容性，提高了共混材料的綜合性能。

2.2.2 讀取零件

讀取Excel表中的文件信息，并使用CATIA軟件依次打開零件模型，代碼如下。

For i=1 to n_File

盡管現實中經常可以聽到“教無定法”這樣的論述，但這又是中國數學教師十分明顯的一個特點，即是對于教學方法的高度重視，特別是，能否積極從事教學方法的改革常常就被看成相關教師是否具有較強的改革意識的直接標志．對此例如由以下論述就可清楚地看出，“動手實踐、自主探索與合作交流是學生學習數學的重要方式”[11]，又“與現行教材中主要采取的‘定義、公理—定理、公式—例題—習題’的形式不同，《標準》提倡以‘問題情境—建立模型—解釋、應用與拓展（反思）’的基本模式展開內容”[12]．

Set Model1=CATIA.Documents.Open(FilePath(i)&“”&FileName(i))

Set EXCEL1=Excel.Workbooks.Add'新建 Excel表

2.2.3 測量零件

CATIA軟件未直接提供測量零件最小包圍盒MBB的函數，但可以通過以下2種方法獲得MBB尺寸。

（1）慣性主軸法。先使用GetPrincipalAxes函數獲得零件實體的慣性主軸，然后使用AddNewExtre?mumPolar函數創建沿3個坐標軸方向的極點，極點沿坐標軸方向的跨度即組成了最小包圍盒尺寸。但是該方法在創建極點時相當于對零件模型進行了更改，容易引起存儲錯誤和文件關閉時彈出提示問題，不利于程序的穩定運行和模型安全，降低了運行效率，不適合批量處理多個零件。

（2）測量慣量法。利用CATIA軟件的測量慣量功能（自定義中需勾選“主軸”），對零件實體進行測量，此時結構樹上會出現測量參數，如圖3所示。其中“BBLx”、“BBLy”、“BBLz”即為最小包圍盒尺寸。該方法測量速度快、精度高，且未對零件模式進行更改，主要代碼如下。

Set sel=Model1.Selection

在加熱爐內通氫氣保護之前，首先要充入氮氣(20 kPa)進行爐腔內空氣的置換，通過合理調節氮氣流量的大小，向爐腔內充氮氣進行置換，時間根據爐膛的尺寸和氮氣流量以及壓力的大小具體確定。氮氣置換結束后，充入氫氣(20 kPa)置換爐腔中的氮氣，結束后要在爐底的取樣口和水封排氣口出分別取樣做鳴爆實驗，實驗合格后方可進行水封排氣點火。

個性化服務是一種主動、互動性的服務，學科館員基于用戶的信息執行和修改服務內容，最大限度地減少用戶因“信息過載”和“資源迷向”問題而導致時間和精力的浪費。依據各院系個性化定制服務需求進行服務內容的定制、服務方式選擇和信息資源的實時推送，是圖書館有效擺脫單一的服務模式、提升大數據閱讀服務內容的個性化定制比例、增強讀者知識獲取效率和價值量的重要途徑。

sel.Clear

Preliminary Study on Different Sowing Depth of Rhizoma Atractylodis___________________________________LIU Li,GAO Che,CHEN Wang Xiang 73

Set part1=Model1.Part

社會學解釋。隨著日常工作和社會環境的不斷作用下，高校基層行政管理人員對自身職業認同的不斷調整和變化，有了新的認識和態度。在建立職業認同感的過程中，有些行政人員對自身的職業產生了一系列疑惑。有學者認為能夠從角色角度作為出發點研究職業倦怠現象，并認為角色間沖突、角色內部沖突和角色模糊是導致職業倦怠的主要原因。

sel.Add part1.MainBody'選定零件實體

CATIA.StartCommand'調用測量慣量命令

C_RoughSize="C"'毛坯尺寸所在列

sheets1.Range(C_RoughSize&i).Value=Round(part1.Parameters.GetItem("BBLx").Value+10,1)&"*"&Round(part1.Parameters.GetItem("BBLy").Value+10,1)&"*"&Round(part1.Parameters.GetItem("BBLz").Value+10,1)'+10表示加工余量為10mm

2.3 實例驗證

為驗證該方法的使用效果，先對圖1所示的單個標準零件GB/T 70.1 M10x50（內六角圓柱頭螺釘）進行測試，在處理器2.4 GHz、內存8 GB的電腦上處理時間約4 s，測試結果如圖4所示。然后對某復合材料產品的模壓模具組件進行測試，如圖5所示，處理12個零件用時約38 s，測試結果如圖6所示。經過手動測試復核，表明了測試結果準確無誤。

3 結束語

采用CATIA二次開發技術，通過其自帶的VBA編輯器進行編程，可以實現快速、自動、批量、準確地導出零件毛坯尺寸的功能，減少了重復性勞動，縮短了工作時間，提高了工作效率。且該方法計算速度快，程序運行穩定，結果準確無誤，適合處理大型模具、工裝、機械等產品，具有推廣價值。

[1]孔垂品,牛 強,柳 偉,等.模具零件的最小包圍盒生成算法[J].模具工業,2014,40(4):15-18.

[2]BAREQUET G,S H.Efficiently approximating the mini?mum-volume bounding box of a point set in three dimen?sions[J].Journal of Algorithms,2001,38(1):91-109.

[3]陳柏松,葉雪梅,安 利.基于非線性主成分分析的最小包圍盒計算方法[J].計算機集成制造系統,2010,16(11):2375-2378.

[4]陳 華,葉雪梅,安 利.確定任意形狀物體最小包圍盒的一種方法[J].工程圖學學報,2010(2):49-53.

[5]王 孟,趙 罡.基于CATIA∕CAA的三維型材毛坯模型生成技術的研究[J].工程圖學學報,2010(5):39-42.

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