本文探討了氣液增力缸在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)下的協(xié)同設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)正在發(fā)生變革，Internet和Internet正逐漸的滲入到CAD/CAM技術(shù)發(fā)展中。開(kāi)展基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)，使企業(yè)與設(shè)計(jì)者之間突破限制，實(shí)現(xiàn)了資源共享，達(dá)到協(xié)同作業(yè)的目的。由于氣液增力技術(shù)綜合了液壓及氣動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，近年在國(guó)內(nèi)外得以應(yīng)用和發(fā)展，在未來(lái)工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮作用。針對(duì)國(guó)內(nèi)外在網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)中的發(fā)展和氣液增力缸CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用情況，本文利用CAD技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，以氣液增力缸為例，以繪圖軟件SolidWorks為平臺(tái)，采用ASP技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)。

　　1 基于網(wǎng)絡(luò)氣液增力缸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

　　本系統(tǒng)采用B/S/W三層體系結(jié)構(gòu)，采用Windows系統(tǒng)操作平臺(tái)、Web服務(wù)器，利用Access管理關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶端的交互界面一Web頁(yè)面，采用DreamWeaver開(kāi)發(fā)，其中用到的ASP技術(shù)是開(kāi)發(fā)Web動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，它把腳本、HTML、組件和Web數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能有機(jī)地結(jié)合在一起，形成一個(gè)能在服務(wù)器端運(yùn)行的交互、動(dòng)態(tài)且高效的Web應(yīng)用程序。COM組件采用VB對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)創(chuàng)建。應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1.1氣液增力缸回路工作原理

　　氣液增力缸回路工作原理圖(如圖2)，首先，在二位五通電磁換向閥得電后，氣源氣體經(jīng)換向閥的3、4通道進(jìn)入通道3，工作活塞快速運(yùn)動(dòng)至接觸工件，這個(gè)過(guò)程稱為快進(jìn)行程。當(dāng)接觸到工件時(shí)，受負(fù)載阻力影響，工作油腔壓力迅速提高，與氣腔2相連的通道4內(nèi)壓力也升高，由于通道l和通道4之間的壓差使差壓式轉(zhuǎn)換閥自動(dòng)動(dòng)作，使氣體通過(guò)6、8通道進(jìn)入氣腔3，使轉(zhuǎn)換活塞帶動(dòng)轉(zhuǎn)換活塞桿一起向前運(yùn)動(dòng)，之后封閉了工作油腔。工作油腔壓力升高，推動(dòng)工作活塞向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生增力，完成對(duì)工件的加工過(guò)程，這個(gè)過(guò)程叫做增力自適應(yīng)過(guò)程。完成對(duì)工件加工后快速返回過(guò)程，二位五通電磁換向閥接通通道2，氣源氣體經(jīng)過(guò)通道2進(jìn)入氣腔1，推動(dòng)工作活塞向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，氣腔2、氣腔3向外排氣，轉(zhuǎn)換活塞桿恢復(fù)原位，結(jié)束一個(gè)工作過(guò)程。

　　氣液增力原理，Pt為氣源壓力，當(dāng)氣源提供壓力氣體時(shí)，壓力為P1的壓縮空氣推動(dòng)活塞Dl運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小活塞桿d向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生增大的壓力，傳遞至|上油液，油液推動(dòng)大活塞D2，產(chǎn)生增大后的作用力F，向外輸出。

　　根據(jù)帕斯卡原理，推導(dǎo)輸出力，的計(jì)算公式(忽略了摩擦力，阻尼力等)：

　　由式(2)可知，如果想獲得較大的輸出力F，可增大Dl、晚和減少d值來(lái)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮來(lái)選取，使結(jié)構(gòu)更趨合理化。

　　1.2基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)計(jì)算原理和內(nèi)容

　　用戶必須經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證，才能登錄網(wǎng)站設(shè)計(jì)界面參與氣液增力缸系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。設(shè)計(jì)頁(yè)面包括主設(shè)計(jì)頁(yè)面，聊天室頁(yè)面，標(biāo)題頁(yè)面。在設(shè)計(jì)頁(yè)面首頁(yè)，通過(guò)提交初始參數(shù)計(jì)算出設(shè)計(jì)氣液增力缸關(guān)鍵參數(shù)，包括活塞桿直徑，增力活塞桿直徑，活塞直徑，液壓缸壓強(qiáng)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和要求，結(jié)合自己的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)完成以下設(shè)計(jì)過(guò)程。最終結(jié)果可以通過(guò)數(shù)據(jù)接口文件的形式下載查看。高級(jí)用戶還可以進(jìn)行對(duì)零件的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)用后臺(tái)SolidWorks軟件實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)計(jì)算初始頁(yè)面如圖3.

　　1.3零件參數(shù)化設(shè)計(jì)

　　本文選定SolidWorks作為CAD的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)。SolidWorks軟件在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了三維實(shí)體造型的參數(shù)化設(shè)計(jì)。SolidWorks的API(Application Programming Interface)應(yīng)用程序接口，是一個(gè)基于ActiveX Automation的編程接口，其中包含了數(shù)百個(gè)API函數(shù)。這些API函數(shù)是VB開(kāi)發(fā)SolidWorks二次開(kāi)發(fā)COM接口，通過(guò)該接口建立圖形專有模塊，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的。

　　下面用參數(shù)化方法繪制。型密封圈零件的簡(jiǎn)單程序?qū)嵗f(shuō)明如何利用VB對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)(主要利用尺寸驅(qū)動(dòng)原理，利用已經(jīng)建立好的模型，根據(jù)用戶輸入?yún)?shù)重新動(dòng)態(tài)生成O型密封圈模型)。

　　(1)建模。首先在SolidWorks里建立。型密封圈模型，其次設(shè)置各關(guān)鍵尺寸的參數(shù)變量，然后將文件保存(G：parameterO型密封圈.SLDPRT)。

　　(2)生成.DLL文件。首先啟動(dòng)VB軟件，建立一個(gè)ActiveX DLL工程，在工程的類中輸入驅(qū)動(dòng)SolidWorks的程序，將文件名保存為oxmfq.d11.源代碼程序如下：

　　2實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1網(wǎng)站的安全性技術(shù)

　　通過(guò)設(shè)置用戶的使用權(quán)限保證網(wǎng)站的安全性。設(shè)置用戶擁有不同的使用權(quán)限，未進(jìn)行注冊(cè)登錄的用戶不能訪問(wèn)該系統(tǒng)頁(yè)面，普通用戶只能訪問(wèn)部分頁(yè)面，無(wú)權(quán)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，也無(wú)法完整地完成一次設(shè)計(jì)過(guò)程，高級(jí)用戶可進(jìn)入真實(shí)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行操作。

　　此外，還可利用Session對(duì)象防止未授權(quán)用戶訪問(wèn)系統(tǒng)頁(yè)面。Session對(duì)象最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以把某用戶的信息保留下來(lái)，讓后續(xù)的網(wǎng)頁(yè)讀取。源代碼程序：

　　另外，也可以限制對(duì)頁(yè)面的訪問(wèn)，當(dāng)判斷發(fā)現(xiàn)用戶未登陸而直接進(jìn)入到應(yīng)用系統(tǒng)界面，則自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到登陸界面。

　　2.2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

　　當(dāng)客戶端瀏覽器發(fā)出HTML請(qǐng)求到Web服務(wù)器之后，Web服務(wù)器根據(jù)客戶請(qǐng)求向數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將返回查詢結(jié)果到Web服務(wù)器，再由Web服務(wù)器返回給客戶端，作為對(duì)HTML頁(yè)面請(qǐng)求的響應(yīng)。其執(zhí)行原理如圖4所示。

　　利用ASP(ASP具有強(qiáng)大的服務(wù)器端腳本編程環(huán)境)內(nèi)置的ADO組件與數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取添加修改刪除操作(如圖5所示)。

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中包括用戶信息表，材料信息表，密封件表和標(biāo)準(zhǔn)元件表。各表都具有添加，修改，查詢，刪除功能，這些功能只有管理員和高級(jí)用戶才能使用和看到，普通用戶是不能看到和使用這些功能的。也就是說(shuō)，管理員和高級(jí)用戶與普通用戶進(jìn)入的是不同的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)界面。

　　(1)用戶信息。包括顯示用戶注冊(cè)時(shí)的所有信息，用戶名、性別、密碼、郵箱和權(quán)限。在這里，管理員可以把普通用戶升級(jí)為高級(jí)用戶，使高級(jí)用戶不受限制訪問(wèn)該網(wǎng)站。

　　(2)材料信息。包括材料的名稱、屬性。如果設(shè)計(jì)中應(yīng)用到了最新的材料，就可以添加此材料入庫(kù)，還可刪除過(guò)時(shí)不用的材料。

　　(3)密封件。包括格萊圈、QY密封圈、和。型密封圈等。其中包括它們的規(guī)格尺寸和溝槽尺寸。溝槽尺寸用于二維圖形的設(shè)計(jì)，規(guī)格尺寸用來(lái)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)建模的。

　　(4)標(biāo)準(zhǔn)元件尺寸。包括活塞桿直徑、缸筒壁厚等國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。供設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)元件。

　　2.3圖形瀏覽技術(shù)

　　當(dāng)今的三維CAD造型軟件很多，如SolidWorks，Pro/E等，但這些軟件創(chuàng)建的三維模型文件都比較大，不適合網(wǎng)上傳輸。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下三維實(shí)體的顯示，常用的方法有VRML語(yǔ)言，Java3D和eDrawings.但是采用VRML瀏覽器和Java3D顯示的圖形有一定的失真，而eDrawings瀏覽器中看到圖形仍具有三維圖形的一些功能，瀏覽者可以自由拖放文件，查看文件屬性，圖像清晰，因而選擇了eDrawings的顯示方式。

　　SolidWorks文件轉(zhuǎn)換成H刪L文件的方法：

　　(1)將SolidWorks(母.sldprt)文件另存為eDrawings(*.eprt)文件格式。

　　(2)打開(kāi)轉(zhuǎn)換后的eDrawings文件，選擇"文件"中的"另存為"命令，將文件存為eDrawings HTML(*.lhtm)文件格式。最后將*.htm文件上傳網(wǎng)絡(luò)，插入到圖形瀏覽頁(yè)面中，供設(shè)計(jì)人員查看，批注修改之用(如圖6所示)。

　　2.4 COM技術(shù)和后臺(tái)驅(qū)動(dòng)SolidWorks實(shí)現(xiàn)

　　零件參數(shù)化技術(shù)COM是一種組件開(kāi)發(fā)技術(shù)，即組件對(duì)象模型(Component Object Model)，它實(shí)際上是二進(jìn)制層上兼容的軟件開(kāi)發(fā)方法的規(guī)范。COM定義了組件互操作性的標(biāo)準(zhǔn)，即組件相互之間交互的能力。

　　組件不需要用指定的語(yǔ)言編寫，只需指定組件之間及其與操作系統(tǒng)之間如何通信。因此，可以在很大程度上忽略不同編程語(yǔ)言、應(yīng)用環(huán)境之間的差別，它為各層服務(wù)于不同環(huán)境的多層分布式應(yīng)用提供了實(shí)現(xiàn)方法。

　　具體做法：在管理工具里打開(kāi)組件服務(wù)，創(chuàng)建一個(gè)空的應(yīng)用程序。然后展開(kāi)你剛創(chuàng)建的空應(yīng)用程序的分支，在組件上點(diǎn)擊右鍵，新建一個(gè)組件，選擇添加已經(jīng)導(dǎo)入的DLL文件，查找DLL文件添加至COM+應(yīng)用程序里，以完成COM組件的開(kāi)發(fā)。在客戶端的Web頁(yè)面中，在用戶進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)時(shí)，只要使用ASP創(chuàng)建的COM組件，就可以調(diào)用服務(wù)器端的SolidWorks了。

　　驅(qū)動(dòng)程序源代碼如下：

　　2.5在線協(xié)同設(shè)計(jì)交流技術(shù)

　　通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)聊天室界面，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員之問(wèn)的在線交流。與大多數(shù)聊天室界面一樣，把聊天室界面分為三大塊，用戶列表區(qū)，用戶發(fā)言區(qū)和發(fā)言顯示區(qū)。把它們都嵌入到設(shè)計(jì)界面中，使他們能隨時(shí)通過(guò)聊天室，電子郵件的方式聯(lián)絡(luò)交換信息。每個(gè)在線用戶都可以往聊天室寫入發(fā)言，即通過(guò)提交動(dòng)作來(lái)更新發(fā)言顯示區(qū)內(nèi)容;為讓在線用戶及時(shí)得到用戶發(fā)言，采用了頁(yè)面自動(dòng)定時(shí)更新的功能。標(biāo)記如下：

　　同時(shí)，還在頁(yè)面中嵌入了Netmeeting插件，可以使在線用戶通過(guò)Netmeeting中的語(yǔ)音對(duì)話功能交流信息和電子白板功能對(duì)圖形進(jìn)行批注，提出修改意見(jiàn)。

　　3結(jié)論

　　利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)對(duì)氣液增力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造是企業(yè)生存發(fā)展的方向，也是加速企業(yè)產(chǎn)品走向國(guó)際市場(chǎng)所必須。

　　本設(shè)計(jì)使氣液增力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)突破以往的固有模式，讓企業(yè)能夠異地實(shí)施產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，節(jié)約了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期及人力資源等問(wèn)題。

　　利用協(xié)同思想和Internet技術(shù)對(duì)氣液增力缸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造一體化，不但能提高我國(guó)氣液增力工業(yè)設(shè)計(jì)水平，改進(jìn)氣液力系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系，而且還能提高我國(guó)氣液增力工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享的有效途徑。同時(shí)，本系統(tǒng)對(duì)于其它的基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)也有一定的借鑒意義。