0 引言
结构类标准件在在飞机、船舶与汽车等大型装配设计中会被频繁地更新或新增，使其所在标准件库整体地更新，给工作人员带来诸多不便。当前还没有一种具有普遍适用性的结构类标准件库的构建方法，来避免标准件库在使用过程中频繁更新，提高工作效率。
本文先简要分析标准件库的不同构建方法，然后着重从结构类标准件库的组织结构与调用上进行分析与研究，提出将信息库与模型库从传统的标准件库中独立出来并配合网页检索调用的方法，实现了标准件库的简单扩充与更新，大大提高了工作效率。
1 结构类标准件库的关键技术与实现方法
传统的标准件库构建方法主要有两种：一种是安装CATIA版本对应的CAA-RADE软件来构建标准件库；另一种是利用CATIA自带的Catalog来构建标准件库。
方法一的开发比较复杂，应用范围较小，售价比较昂贵，作为标准件库的开发工具比较浪费，并且其开发的标准件库无法与标准件装配系统集成。方法二结合CATIA软件提供的Formula功能、Design Table功能适于开发管路类标准件库而不适合结构类标准件库的构建与开发。
1.1 结构类标准件库的关键技术
在构建结构类标准件库时用到Automation技术，此技术是建立在COM基础之上，其核心是允许一个应用程序操作另一个应用程序。Automation技术并不是直接获取及处理数据，而是间接地通过暴露的对象和属性，利用对象的方法和属性获取、设置及处理数据。Automation技术包括两个方面：Server和Client。Automation Server是一个实现了Dispatch接口的COM组件，而Automation Client是一个通过Dispatch接口与自动化服务器进行通信的COM客户。如CATIA我们把它看成一个Server，客户编制的应用程序则是Client。
1.2 结构类标准件库的实现方法
用VB提供的引用对象库，将CATIA的库文件加入程序框架，引用CATIA的类对象、函数等进行二次开发。其建库的主要思想是：借助VB语言的开发功能，通过进程外访问CATIA，建立程序与CATIA的连接，实现标准件的参数化生成。设计出交互页面，把脚本放在网页中，设计员在页面中输入标准件的相关参数后由VBScript来执行，就能在CATIA中获得相应的模型。利用该种方法开发标准件库原理简单、容易实现，同时具有开放性接口、扩充容易可以应用于不同的设计环境。利用该种方法开发标准件库原理简单、容易实现，同时具有开放性接口、扩充容易可以应用于不同的设计环境。
2 结构类标准件库的组织结构
结构类标准件库的作用不仅是为装配提供标准件模型，还为系统提供标准件的基本尺寸及工程信息。尺寸信息是用于具体标准件号生成的唯一参数依据、工程信息将直接用于为设计提供参考依据、经验信息库将为设计员提供设计指导。
结构类标准件库主要由标准件信息库与标准件模型库两大块组成，其组织结构及功能如图1所示。
图1 标准件库的组织结构及功能
2.1 标准件信息库
为了方便对标准件信息的查询与调用，需要将标准件信息进行规范化、格式化的整理，标准件信息的整理是信息库构建中最耗费时间的部分，但也是无法回避的工作。将整理完成的标准件信息以统一的格式导入至数据库中，在数据库中为每一个标准号创建一个表格，实现对标准件数据的集中管理，利用信息代码对照表作为标准件信息查询接口供系统调用。信息代码对照表与预检索文件一样采用XML文档格式，便于Web读取与传递。通过代码对照表，建立标准件信息与数据库字段的映射关系。
2.2 标准件模型库
标准件模型是进行装配的直接对象，由于系统需要构建标准件全模型库，若将标准件模型简单的存放于一起，必将增大系统的检索负担，同时不便于标准件模型的维护更新工作。因此，需要对标准件进行层次清楚的分类管理。将标准件模型按照标准件类别、标准件类型、标准件号的层次结构进行分类管理，便于系统至模型库中直接调用。采用XML文件构建标准件数模的组织结构管理文件，同时文件中包含标准件的基本属性信息。其建模方式如图2所示。
图2 标准件建模流程
库中模型的查找方式为：当设计员在系统界面选择并确定了一个具体的标准件件号后，系统获得该件号的标准号、标准件类型、标准件类别三层属性关系。系统在管理文件中查找确认标准件件号是否存在，然后定位该标准件号所处的文件夹位置，根据标准件件号在文件中查找该标准件。
对于标准件的基本属性信息，系统通过检索XML文件中该件号的属性值获得，不必至数据库中进行查询，系统页面可以对标准件的基本属性信息进行便捷的显示，为以特征为依据的标准件装配技术的实现打下了基础。
3 结构类标准件库的应用
标准件的检索、信息查询、标准件件号的选择均在Web页面中完成，因此结构类标准件库需与系统有良好兼容。目前大部分标准件库的开发采用由VB创建程序界面，利用VB对CATIA二次开发的方式，实现在程序界面中向CATIA环境内导入标准件。所以也有必要对基于Web的标准件调用方法进行研究。
3.1 结构类标准件库的调用原理
VBScript脚本是CATIA的默认脚本语言，它包含所有VBScript的功能，可以单独存储也可以存储在零件文档中。VBScript由网页浏览器解释执行，不需要增大服务器的负担。要在网页中实现向CATIA中调用标准件，就需要将相关的程序代码以VBScript的形式嵌入至HTML的网页中。
标准件调用的基本思路是：首先通过页面获得标准件件号，程序生成标准件数模所在路径，建立与CATIA的链接，对CATIA的状态进行判断，若其符合零件调入的要求，则执行标准件插入至CATIA装配环境的命令，反之则退回至标准件件号选择环节。
3.2 结构类标准件库调用脚本的开发
图3 标准件调用的流程
通过录制宏的方式，获取CATIA在执行相关命令时的后天运行代码。首先录制向CATIA中插入零件的代码，然后再对代码进行功能的完善，主要是添加程序异常处理语句，即可获得向CATIA中调用零件的VBScript脚本。参考流程在脚本中编写独立的调用零件的调用函数。
当页面执行使用标准件命令后，后台程序首先根据标准件的存储路径获得该标准件件号的完整路径，然后路径的值传递给调用函数，执行调入零件操作。
由于该过程需要网页与本地程序进行交互，按照windows的默认安全管理，这种交互是不允许的。因此需要对IE浏览器的安全设置进行相应的修改。需要在IE浏览器的工具→Internet选项中将网站设置为可信任站点，并且允许活动的内容在计算机文件中运行。
4 实例验证
利用本文方法，我们为某航空研究院建立了航空标准件库智能装配系统，系统中包含了100多万个标准件可供设计员选择装配设计。以向上平板装配某一型号的螺栓为例对本文的方法进行验证。确定载入装配基体向上板如图4所示，打开系统网页确定载入螺栓型号NAS6703AHL2并确定装配如图5所示。最后的装配成型如图6所示。
图4 选择装配基体
图5 选择装配螺栓
图6 确定装配成型
5 结束语
本文对CATIA的标准件库的不同构建方法进行了简单的介绍与对比，提出了结构类标准件库的构建方法，阐述了结构类标准件库的构建过程，实现了结构类标准件库的共享式应用。采用本文阐述的方式构建的CATIA结构类标准件库可以满足企业的实际使用需求，保证了标准件的来源唯一，标准件库的更新维护方便，为数字化协同设计提供了应用基础。本文的研究成果已经应用于上海飞机设计研究院的标准件管理系统中。
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本文标题：基于CATIA的结构类标准件库设计与应用
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