本发明专利技术涉及一种基于C/S/W体系结构的桥式起重机金属结构参数化设计方法，采用“项目-产品-部件”的整体设计流程，通过建立“客户端/服务器/工作站(C/S/W)”网络体系结构，根据参数化原理和数据库技术，自动建立与实时更新企业常用标准件三维模型库，将参数化技术与PDM技术有机结合，自动生成和有效管理产品设计文档。本发明专利技术实施方便，可操作性强，具有良好的可扩展性，能够提高企业设计效率、缩短产品研发周期。
Parametric design method of metal structure of overhead traveling crane based on C/S/W architecture
The invention relates to a method of C/S/W system structure parameters of bridge crane metal structure design based on the overall design process of the \project product components\, through the establishment of \client / server / workstation (C/S/W) network architecture, based on the parametric principle and database technology, the automatic establishment and common real-time updates of enterprises a 3D model database, combining the parametric technology and PDM technology, the automatic generation and effective management of product design documents. The invention has the advantages of convenient implementation, strong operability, good expandability, improved design efficiency of enterprises, and shortened product development cycle.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种起重机的设计方法，尤其涉及一种基于C/S/W体系结构的桥式起 重机金属结构参数化设计方法。
技术介绍
当前在国家宏观调控政策和装备制造业振兴计划的影响下，我国起重机械装备制 造行业进入了快速发展阶段。起重机的规格繁多，结构、机构复杂多样，各结构间的关系复 杂，设计工作量很重。起重机金属结构是起重机承载载荷的主要部件，由型钢和钢板作为 基本构件，采用铆接、焊接等方法，按照一定的结构形式连接起来。桥式起重机的金属结构 (桥架)主要由主梁、端梁、栏杆、走台、轨道和司机室等构件组成。主梁断面结构形式多种 多样，常采用箱形断面梁或桁架式结构。端梁多采用钢板组焊成箱形结构，主梁与端梁之间 采用焊接或螺栓连接。桥式起重机的金属结构设计是一项知识性、经验性极强的工作，工程 设计人员需要借鉴以往设计经验，查阅各种设计标准和产品实例，并且需要花费大量时间 在技术文档的编制和制图上。重复设计严重，据行业内部统计出图和手工设计计算的时间 占到整个设计时间的60% _80%，这就延长了产品的整个开发周期，同时大量重复的设计 计算工作增大了出错的机率。因而其设计理念和方式直接影响着桥式起重机整机的力学性 能和经济指标。检索中发现，2008年大连理工大学的李鑫在其硕士论文“桥式起重机钢结构参数 化设计系统研究与开发”中，分析了桥式起重机主梁、端梁的钢结构型式及主要设计参数计 算校核方法，利用Access数据库作为标准化产品的数据支持，采用VB. NET在SolidWorks 平台下开发了桥式起重机钢结构参数化设计系统。实现了主梁、端梁的参数化自动造型，减 少了设计人员计算、绘图的重复性工作，缩短了设计周期。其不足在于没有实现整个桥架产 品的三维参数化设计；参数化设计仅局限于三维实体模型的动态更新，其工程图调整效果 并不理想，不能够直接用于生产；而且是单机用户环境下的参数化设计方法，无法完成多用 户之间的实时交换设计数据与信息共享；此外对产品设计文档没有一个有效地管理方法， 存在大量重复性工作，设计资源重用度低，同时无法保证数据的一致性和文档的安全性。针 对上述问题，本专利技术研究了基于C/S/W体系结构的桥式起重机金属机构参数设计方法的技 术原理及关键技术，并在相关企业的产品设计中得到了成功应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种基于C/S/W体系结构的桥 式起重机金属结构参数化设计方法，实施方便，可操作性强，具有良好的可扩展性，能够提 高企业设计效率、缩短产品研发周期。本专利技术的技术方案一种基于C/S/W体系结构的桥式起重机金属结构参数化设计 方法，它包括以下步骤(1)采用“项目-产品-部件”的整体设计流程，以项目为单位，用树形结构来表示 项目、产品、部件的之间从属关系，确定零部件参数之间的传递方向和主从关系，结合桥式 起重机金属结构的结构特点，按照其功能合理划分模块，正确分析相应模块的参数化变型 关系，确定合理的变参、变型空间，根据模板最大化原则，利用三维CAD软件建立各个模块 的参数化模型模板和工程图模板，参数化模板作为信息载体，集成了客户需求信息、产品特 征信息和设计过程信息；(2)建立“客户端/服务器/工作站(C/S/W)，，网络体系结构，C/S/W网络体系 结构包括客户端、服务器、工作站三部分，其中客户端负责产品设计参数的提交和维护，通 过人机交互界面设置参数，同时通过PDM客户端查看或下载相应的产品设计文档；工作站 负责产品主模型、工程图的生成和工艺信息的统计，从服务器上获取新数据进行模型驱动 及工程图调整，并将生成的产品设计文档检入到服务器；服务器安装SQI^erverfOOS和 Solidfforks Workgroup PDMVaultAdmin软件，负责设计参数与产品设计文档的管理与维 护，并监听客户端和工作站的工作状态，实时发出工作指令；(3)根据参数化原理和数据库技术，自动建立与实时更新企业常用标准件三维模 型库，建立尺寸参数库，按照国家标准或企业标准规定的尺寸数值，写入Excel表中，用程 序将Excel表中数据导入到SQL数据库中，并自动创建相应的数据表，在“标准件库创建时 间”表中记录了各标准件创建的时间，制定标准件库的更新机制，动态实时的实现标准件库 的更新与维护，通过程序自动将其检入到PDMWorks数据库中，通过设计资源共享实现各零 部件之间的借用和更新替换；(4)将参数化技术与PDM技术有机结合，自动生成和有效管理产品设计文档，将模 块化、参数化设计方法应用于桥式起重机金属结构的设计，对各结构模块开发参数设置程 序，程序应具有一定的参数容错功能和参数记忆功能；根据已确定的变参、变型空间以及零 部件之间的约束关系和关联规则，开发参数化模型驱动程序和工程图调整程序，生成产品 的设计计算说明书、设计参数报告、三维模型、图纸、BOM表、工艺信息统计表；客户端程序 提供了与ANSYS分析软件交互操作的接口，并给出了详细的设计计算说明书供有限元分析 校核时使用；通过对PDMWorks Workgroup进行二次开发，完成产品的设计计算说明书、设 计参数报告、三维模型、图纸、BOM表、工艺信息统计表的批量检入；设定版本控制规则，生 命周期状态以及所选生命周期状态的规则，创建不同的用户和组，设置访问权限，用户通过 PDM客户端检出需要的文档，并完成版本和生命周期状态的控制。步骤(3)中所述的标准件主要包括GB5782_2000六角头螺栓、GB5783_2000大 六角头螺栓、GB1228_91大六角头螺栓、GB5780_2000六角头螺栓、GB41_86六角头螺母C 级、GBT5781_2000六角头全螺栓、GBT6170_2000六角螺母、GBT1230钢结构用高强度垫圈、 GBT1229 螺母、GB!3^6_82 起重机钢轨、GB706 工字钢、GBT11263_2005T 型钢、GB707_65 热轧 槽钢、TO167_65热轧不等边角钢、吊耳、轴端挡板。所述的工程图包括.DWG、. PDF、. TIF、. EDRff四种格式，所述的工艺信息包括材料定额消耗、油漆表面积、切割线长度。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果实现了网络化协同设计，用户之间数 据共享，各端通讯流畅；依托PDM平台，实现了产品设计文档的有效管理，提高了知识的可 重用度，保证设计文档的一致性和安全性；实施方便，可操作性强，具有良好的可扩展性。应用结果表明，该方法是现代起重机设计的一个崭新发展方向，能够显著提高企业设计效率、 缩短产品研发周期，使企业能够快速响应市场需求。附图说明图1是本专利技术整体结构流程图；图2是本专利技术的应用产品对象桥式起重机金属结构模型；图3是本专利技术的应用产品对象桥式起重机附属结构模型；图4是本专利技术应用产品对象的模块划分结构图；图5是本专利技术C/S/W体系结构流程图。具体实施例方式如图1所示，一种基于C/S/W体系结构的桥式起重机金属结构参数化设计方法，它 包括以下步骤(1)采用“项目-产品-部件”的整体设计流程，以项目为单位，用树形结构来表示 项目、产品、部件的之间从属关系，确定零部件参数之间的传递方向和主从关系，结合图2、 图3所示桥式起重机金属结构的结构特点，按本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于Ｃ／Ｓ／Ｗ体系结构的桥式起重机金属结构参数化设计方法，其特征是它包括以下步骤：（１）采用“项目－产品－部件”的整体设计流程，以项目为单位，用树形结构来表示项目、产品、部件的之间从属关系，确定零部件参数之间的传递方向和主从关系，结合桥式起重机金属结构的结构特点，按照其功能合理划分模块，正确分析相应模块的参数化变型关系，确定合理的变参、变型空间，根据模板最大化原则，利用三维ＣＡＤ软件建立各个模块的参数化模型模板和工程图模板，参数化模板作为信息载体，集成了客户需求信息、产品特征信息和设计过程信息；（２）建立“客户端／服务器／工作站（Ｃ／Ｓ／Ｗ）”网络体系结构，Ｃ／Ｓ／Ｗ网络体系结构包括客户端、服务器、工作站三部分，其中客户端负责产品设计参数的提交和维护，通过人机交互界面设置参数，同时通过ＰＤＭ客户端查看或下载相应的产品设计文档；工作站负责产品主模型、工程图的生成和工艺信息的统计，从服务器上获取新数据进行模型驱动及工程图调整，并将生成的产品设计文档检入到服务器；服务器安装ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８和ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ ＰＤＭＶａｕｌｔＡｄｍｉｎ软件，负责设计参数与产品设计文档的管理与维护，并监听客户端和工作站的工作状态，实时发出工作指令；（３）根据参数化原理和数据库技术，自动建立与实时更新企业常用标准件三维模型库，建立尺寸参数库，按照国家标准或企业标准规定的尺寸数值，写入Ｅｘｃｅｌ表中，用程序将Ｅｘｃｅｌ表中数据导入到ＳＱＬ数据库中，并自动创建相应的数据表，在“标准件库创建时间”表中记录了各标准件创建的时间，制定标准件库的更新机制，动态实时的实现标准件库的更新与维护，通过程序自动将其检入到ＰＤＭＷｏｒｋｓ数据库中，通过设计资源共享实现各零部件之间的借用和更新替换；（４）将参数化技术与ＰＤＭ技术有机结合，自动生成和有效管理产品设计文档，将模块化、参数化设计方法应用于桥式起重机金属结构的设计，对各结构模块开发参数设置程序，程序应具有一定的参数容错功能和参数记忆功能；根据已确定的变参、变型空间以及零部件之间的约束关系和关联规则，开发参数化模型驱动程序和工程图调整程序，生成产品的设计计算说明书、设计参数报告、三维模型、图纸、ＢＯＭ表、工艺信息统计表；客户端程序提供了与ＡＮＳＹＳ分析软件交互操作的接口，并给出了详细的设计计算说明书供有限元分析校核时使用；通过对ＰＤＭＷｏｒｋｓ Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ进行二次开发，完成产品的设计计算说明书、设计参数报告、三维模型、图纸、ＢＯＭ表、工艺信息统计表的批量检入；设定版本控制规则，生命周期状态以及所选生命周期状态的规则，创建不同的用户和组，设置访问权限，用户通过ＰＤＭ客户端检出需要的文档，并完成版本和生命周期状态的控制。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宗彦，吴淑芳，秦慧斌，陆春月，虞国军，何喜东，姚立民，李平安，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14
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