物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的參數(shù)化建模與總體設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、第一章 緒論1.1本課題的研究背景、目的及研究意義自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù) (AS/RS-Automated Storage and Retrieval System產(chǎn)生于 60年代 的美國(guó), 到現(xiàn)在為止大致經(jīng)歷了機(jī)械式立庫(kù)系統(tǒng)、 自動(dòng)化立庫(kù)系統(tǒng)、 集成化立庫(kù)系 統(tǒng)、智能型立庫(kù)系統(tǒng)四代的發(fā)展歷程,并逐漸向第五代“ 3I" (Inteligent智能化, Integrated 集成化, Information 信息化 立體庫(kù)系統(tǒng)過(guò)渡。 至今, 世界上己有將近 5000座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù), 數(shù)量最多的是日本, 其次是美國(guó)。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是指在不直 接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和提取物料的系統(tǒng),

2、 它是以計(jì)算機(jī)綜合管理控 制系統(tǒng)為基礎(chǔ),加上多層貨架、堆垛機(jī)及其配套的運(yùn)行設(shè)施、托盤(pán)、貨箱等聯(lián)合組 成。 此外, 還配有自動(dòng)安全消防監(jiān)控系統(tǒng), 它是機(jī)電一體化和現(xiàn)代信息技術(shù)在物資 流通領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)重要分支 1。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。 20世紀(jì) 50代初,美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的倉(cāng)庫(kù), 50年代末到 60年代初 出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)。 1963年美國(guó)首先在倉(cāng)庫(kù)業(yè)務(wù)中采用計(jì)算機(jī) 控制,建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù) 2。國(guó)外貨架的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程己經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了規(guī)范化和數(shù)字化,像國(guó)際上著名公司 ABB 、 Comas 、 KUKA 、

3、BOSCH 、 NDC 、 SWISSLOG 等都是機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線及物流與倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備的集成供應(yīng)商。 而在國(guó)內(nèi),貨架的規(guī)范化和數(shù)字化設(shè)計(jì)與研究起步比較晚,我國(guó)于 1974年在鄭州 紡織機(jī)械廠建成第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)至今, 己有上千座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)建成投入 運(yùn)營(yíng),這些倉(cāng)庫(kù)使用在機(jī)器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲(chǔ) 業(yè)、 軍需部門(mén)等。 目前, 國(guó)內(nèi)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的需求不斷增加。 歷史和現(xiàn)實(shí)已充分證明, 使用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 與發(fā)達(dá)國(guó)家比, 我國(guó)在 自動(dòng)化程度、 信息處理、 可靠性等方面還有很大的差距, 所以一些大型的工程往往 被國(guó)外廠商所承攬。 由

4、于技術(shù)設(shè)備落后和經(jīng)費(fèi)不足等原因, 我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的 發(fā)展速度遠(yuǎn)趕不上實(shí)際需要。 目前, 只有一些物流設(shè)備生產(chǎn)企業(yè), 如太原剛玉物流工程有限公司、 湖州德馬物流有限公司和相關(guān)的科研院進(jìn)行這一些方面的工作, 無(wú) 論在基礎(chǔ)上, 在軟件工具, 或是應(yīng)用情況上, 相對(duì)于國(guó)際先進(jìn)水平還有相當(dāng)大的差 距,特別是設(shè)計(jì)方案的參數(shù)化、分析和優(yōu)化工作開(kāi)展很少,亟待解決。本課題的目的是物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的參數(shù)化建模與總體 設(shè)計(jì),用 SolidWorks 建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型,開(kāi)發(fā)程序計(jì)算出各 個(gè)參數(shù),實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。目前常見(jiàn)的貨架類型有許多種, 每種貨架

5、都有其特定的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍, 其結(jié) 構(gòu)精度和承載能力都有嚴(yán)格的要求。 如何在滿足需求的前提下選擇安全、 經(jīng)濟(jì)的貨 架類型是設(shè)計(jì)者和使用者共同面臨的問(wèn)題 3。目前,國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)行業(yè)在技術(shù)創(chuàng) 新和設(shè)計(jì)思想上明顯滯后于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平, 主要存在的問(wèn)題有:貨架 設(shè)計(jì)仍以手工設(shè)計(jì)為主, 計(jì)算機(jī)僅僅作為一個(gè)繪圖工具, 沒(méi)有充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)的功能。 貨架設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)系列化、 參數(shù)化的過(guò)程, 國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)還不 具有參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的效果, 造成大量重復(fù)性的勞動(dòng), 影響設(shè)計(jì)效率和速度。 貨 架設(shè)計(jì)結(jié)果幾乎全為工程二維平面圖, 雖然不影響設(shè)計(jì)和生產(chǎn), 但是不能更好地體 現(xiàn)貨架的三維設(shè)計(jì)效果,造

6、成銷售人員和客戶的溝通困難 4。為了解決這些問(wèn)題, 本文采用基于對(duì)象的分析方法, 通過(guò)研究常見(jiàn)貨架形式的組成部件和共同特性, 運(yùn) 用三維參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)。 以不破壞原有設(shè)計(jì)的基本原理和基本結(jié)構(gòu)特 性,產(chǎn)生和原有設(shè)計(jì)相似的新產(chǎn)品,可快速、安全、高質(zhì)量、低成本地生產(chǎn)新產(chǎn)品 以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。1.2課題主要研究?jī)?nèi)容本課題要解決的問(wèn)題是彌補(bǔ)當(dāng)前對(duì)立體貨架設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的不足, 主要 工作是設(shè)計(jì)規(guī)范的分析與自用規(guī)范和設(shè)計(jì)流程的形成, 部分專題研究, 熟悉掌握物 流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架設(shè)計(jì)計(jì)算方法, 熟練掌握 VB 軟件對(duì) SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)技 術(shù),用 SolidWorks

7、 建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備立體貨架參數(shù)化模型,開(kāi)發(fā)程序計(jì)算出各個(gè) 參數(shù),實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。擬采用的研究手段:本課題主要研究?jī)?nèi)容和研究方法如下 :(l研究、分析、整理現(xiàn)行貨架設(shè)計(jì)規(guī)范,形成可行的自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程。(2用模擬參數(shù)進(jìn)行橫梁式貨架設(shè)計(jì),檢驗(yàn)自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程。(3運(yùn)用成熟理論和技術(shù),在自用設(shè)計(jì)規(guī)范和流程的框架下進(jìn)行部分專題研究 : 1 、根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論建立一個(gè)合理、實(shí)用、計(jì)算量小的平 面貨架的力學(xué)、數(shù)學(xué)模型。2 、建立立體貨架的實(shí)體模型。本專題主要利用 SOLIDWORKS 軟件的三維建模 功能,建立貨架的實(shí)體模型,實(shí)現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)。3 、用 VB

8、軟件對(duì) SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)技術(shù),用 SolidWorks 建立物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備 立體貨架參數(shù)化模型, 開(kāi)發(fā)程序計(jì)算出各個(gè)參數(shù), 實(shí)現(xiàn)所有零部件和總裝的參數(shù)化 驅(qū)動(dòng)與工程圖生成。1.3結(jié)語(yǔ)隨著各種 CAD/CAM工具應(yīng)用到制造業(yè)中, 這些工具也逐步應(yīng)用到了自動(dòng)化立 體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造。 這些工具的應(yīng)用表明己經(jīng)開(kāi)始將利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)改 進(jìn)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程, 標(biāo)志著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造數(shù)字化設(shè)計(jì)的開(kāi) 始。 但是從數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)和貨架設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā) 展趨勢(shì)來(lái)看, 多數(shù)科學(xué)文獻(xiàn)、 學(xué)術(shù)刊物里對(duì)貨架的研究都還停留在局部范圍, 沒(méi)有 對(duì)貨架進(jìn)行系統(tǒng)的研

9、究, 目前仍未形成一套完善的體系。 立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)是非常有研究意義的課題, 它使用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等手段, 無(wú)論是對(duì) 理論研究還是實(shí)際應(yīng)用, 都是非常有價(jià)值的。 本文通過(guò)查閱大量的資料及相關(guān)文獻(xiàn), 總結(jié)了立體貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的、 意義, 其國(guó)內(nèi)外的研究程度, 及本課題所用的 方法及相關(guān)工具,以便于以后類似工程的設(shè)計(jì)。第二章 立體貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1貨架設(shè)計(jì)規(guī)范總結(jié)及自用設(shè)計(jì)流程規(guī)劃根據(jù)查閱的文獻(xiàn)資料,整理現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法,依據(jù)鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (CECS23:90,可以將貨架的基本設(shè)計(jì)規(guī)范歸結(jié)為 :1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 :鋼貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守 鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (CECS23:

10、90 的規(guī)定、 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 (GBJ17 88 、 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 (GBJ18 87 、及鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范等的要求。2 材料選擇 :鋼貨架承重結(jié)構(gòu)的鋼材, 應(yīng)根據(jù)其重要性、 荷載特征、 連接方法、 使用環(huán)境等具體情況選擇其鋼號(hào)和材質(zhì)。 承重結(jié)構(gòu)的鋼材通常宜采用 碳素結(jié)構(gòu)鋼 (GB700 88 規(guī)定的 Q235鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼 (GB1591 88 規(guī)定的 16錳鋼。當(dāng) 有可靠根據(jù)時(shí),可采用其他鋼號(hào)。3 荷載及荷載效應(yīng)組合 :貨架結(jié)構(gòu)上的荷載可分為恒荷載、 貨架活荷載、 豎向 沖擊荷載、 水平荷載以及可能有的風(fēng)載、 屋面活荷載 (或雪載 和地震作用。 貨架結(jié) 構(gòu)應(yīng)按上列荷載效應(yīng)

11、的最不利組合設(shè)計(jì)。4 構(gòu)件的基本設(shè)計(jì)規(guī)定 :按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)時(shí), 應(yīng)采用荷載設(shè) 計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算; 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)時(shí), 應(yīng)采用荷載標(biāo) 準(zhǔn)值和容許變形進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)總結(jié)的貨架設(shè)計(jì)基本規(guī)范,應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)思想與現(xiàn)有的 CAD/CAM技術(shù), 結(jié)合現(xiàn)有的一組設(shè)計(jì)參數(shù),初步構(gòu)造出貨架的設(shè)計(jì)流程貨架的模擬設(shè)計(jì)參數(shù)如下 :貨架高 18000mm ,貨架厚度 1500mm,貨閣寬度 2500mm ,貨閣高 2000mm ,最低 貨閣距地面為 200mm , 2排 8層 40列 (合計(jì) 640個(gè)貨位 ,巷道寬度 3500mm 。貨架設(shè)計(jì)要求:每個(gè)貨閣最大承載質(zhì)量 2000k

12、g 。貨架相對(duì)應(yīng)的托盤(pán),尺寸要求長(zhǎng) 25O0mm 寬 1500mm 高 100mm 。設(shè)計(jì)流程如下:2貨架材料的選取:參照基本規(guī)范第2條3確定整體尺寸:參照基本規(guī)范之第 1、 2條。4貨架的載荷與工況分析:參照基本規(guī)范第 3條。5貨架基本構(gòu)件的尺寸確定:參照前面總結(jié)的規(guī)范之第 4條。6 實(shí)體建摸與數(shù)據(jù)導(dǎo)入:建立貨架立體 SolidWorks 模型后, 用 VB 編程驅(qū)動(dòng)。 2.2 貨架簡(jiǎn)介與選型貨架布局一般為矩陣網(wǎng)狀閣式, 成單行式或多行式。 行間有供堆垛機(jī)械進(jìn)行作 業(yè)運(yùn)行的巷道。 貨閣為貨架的存儲(chǔ)基本單位, 貨架的每一個(gè)方格為貨閣, 一個(gè)貨閣 可以有一個(gè)或多個(gè)貨位, 其所在的位置按統(tǒng)一規(guī)則編

13、碼, 成為其在計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) 中的地址碼。 倉(cāng)庫(kù)的進(jìn)出口裝有光、 電或磁原理識(shí)別裝置和記錄裝置, 以便對(duì)進(jìn)出 倉(cāng)庫(kù)的貨物進(jìn)行識(shí)別和登記、識(shí)別標(biāo)志。(l立體貨架倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存方式自平面儲(chǔ)存向高層化立體儲(chǔ)存發(fā)展以來(lái), 貨架即成為立體倉(cāng)庫(kù) 的主體。由滿足不同功能要求的各種不同形式的貨架所組成的多種多樣的自動(dòng)化、 機(jī)械化倉(cāng)庫(kù),已成為倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)以至整個(gè)物流系統(tǒng)或生產(chǎn)工藝流程中的重要環(huán)節(jié)。 (2托盤(pán)貨架托盤(pán)貨架以儲(chǔ)存單元化托盤(pán)貨物,配以巷道式堆垛機(jī)及其他儲(chǔ)運(yùn)機(jī)械進(jìn)行作 業(yè)。 高層貨架多采用整體式結(jié)構(gòu), 一般是由型鋼焊接的貨架片 (帶托盤(pán) , 通過(guò)水平、 垂直拉桿以及橫梁等構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)。 其側(cè)面間隙, 考慮在原始

14、位置貨物的停放精度, 堆垛機(jī)的停位精度, 堆垛機(jī)及貨架的安裝精度等; 貨物支承的寬度必須大于側(cè)面間隙,免得貨物一側(cè)處于無(wú)支承狀態(tài)。(3重力式貨架重力式貨架的每一個(gè)貨格就是一個(gè)具有一定坡度的存貨滑道。 入庫(kù)起重機(jī)裝入 滑道的貨物單元能夠在自重作用下, 自動(dòng)地從入庫(kù)端向出庫(kù)端移動(dòng), 直至滑道的出 庫(kù)端或者碰上已有的貨物單元停住為止。 位于滑道出庫(kù)端的第一個(gè)貨物單元被出庫(kù) 起重機(jī)取走之后, 在它后面的各個(gè)貨物單元便在重力作用下依次向出庫(kù)端移動(dòng)一個(gè) 貨位。為減少貨箱與貨架之間的摩擦力,在存貨滑道上設(shè)有輥?zhàn)踊驖L輪。(4貫通式貨架貫通式貨架在同樣的空間內(nèi)比通常的托盤(pán)貨架幾乎多一倍的儲(chǔ)存能力, 因?yàn)槿?消位

15、于各排貨架之間的巷道, 將貨架合并在一起, 使同一層、 同一列的貨物互相貫 通。(5閣樓式貨架這是一種充分利用空間的簡(jiǎn)易貨架。 在己有的貨架或工作場(chǎng)地上建造一個(gè)中間 閣樓以增加儲(chǔ)存面積。閣樓樓板上一般可放輕泡及中小件貨物或儲(chǔ)存期長(zhǎng)的貨物, 可用叉車(chē)、輸送帶、提升機(jī)、升降臺(tái)提升貨物。閣樓上一般采用輕型小車(chē)或托盤(pán)牽 引小車(chē)作業(yè)。(6屏掛式貨架屏掛式貨架由百頁(yè)式掛屏和掛箱組成, 適用于多品種或多規(guī)格的各種小型零件 的儲(chǔ)存,也可設(shè)置在手推車(chē)或托盤(pán)上,做工序間臨時(shí)儲(chǔ)存,或裝配線供料用。 (7移動(dòng)式貨架移動(dòng)式貨架易控制, 安全可靠。 每排貨架有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng), 由裝置于貨架下的 滾輪沿鋪設(shè)于地面上的軌道移動(dòng)

16、。 其突出的優(yōu)點(diǎn)是提高了空間利用率, 一組貨架只 需一條通道, 而固定型托盤(pán)貨架的一條通道, 只服務(wù)于通道內(nèi)兩側(cè)的兩排貨架。 所 以在相同的空間內(nèi),移動(dòng)式貨架的儲(chǔ)存能力比一般固定式貨架高得多。(8敞開(kāi)式移動(dòng)貨架敞開(kāi)式移動(dòng)貨架其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于貨架底座內(nèi), 操作盤(pán)設(shè)于貨架端部, 外形簡(jiǎn)潔, 操作方便。貨架的前后設(shè)有安全分線開(kāi)關(guān),一遇障礙物整個(gè)貨架立即停止。(9封閉式移動(dòng)貨架封閉式移動(dòng)貨架當(dāng)不需要存取貨物時(shí), 所有貨架移動(dòng)到一起后, 全部封閉, 并 可全部鎖住。在各貨架接口處裝有橡皮封口,也稱為封閉式貨架。(10旋轉(zhuǎn)式貨架旋轉(zhuǎn)式貨架設(shè)有電力驅(qū)動(dòng)裝置 (驅(qū)動(dòng)部分可設(shè)于貨架上部,也可設(shè)于貨架底座 內(nèi)。 貨

17、架沿著由兩個(gè)直線段和兩個(gè)曲線段組成的環(huán)形軌道運(yùn)行。 由開(kāi)關(guān)或用小型電 子計(jì)算機(jī)操縱。 存取貨物時(shí), 把貨物所在貨格編號(hào)由控制盤(pán)按鈕輸入, 該貨格則以 最近的距離自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至揀貨點(diǎn)停止。揀貨路線短,揀貨效率高。橫梁式貨架是最流行、最經(jīng)濟(jì)的一種貨架形式、安全方便,適合各種倉(cāng)庫(kù),直 接存取貨物。 是最簡(jiǎn)單也是最廣泛使用的貨架。 可充分地利用空間。 采用方便的托 盤(pán)存取方式,有效配合叉車(chē)裝卸,極大提高作業(yè)效率。機(jī)械設(shè)備要求:反平衡式叉 車(chē)或堆高機(jī)。堆高機(jī)可提高地面空間使用率 30%,操作高度達(dá) 16米多。橫梁式貨 架的特點(diǎn):流暢的庫(kù)存周轉(zhuǎn),可提供百分之百的挑選能力,提高平均的取貨率,提 供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品保護(hù)

18、。橫梁式貨架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖 2-1所示 :圖 2-1橫梁式貨架的結(jié)構(gòu)圖鑒于橫梁式貨架結(jié)構(gòu)典型, 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單, 使用廣泛, 本課題在研究中將選取橫梁 式貨架作為研究對(duì)象。桁架和剛架是工程中典型的兩種結(jié)構(gòu), 他們的基本區(qū)別是:桁架的所有結(jié)點(diǎn)雖 然都是鉸接點(diǎn),但由于桿布置方面的原因,也能保持幾何不變性;剛架則不同,它 是通過(guò)剛結(jié)點(diǎn)來(lái)維持幾何不變性的。目前立體貨架大多采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 由于剛架自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 使得在設(shè)計(jì)立 體貨架時(shí),設(shè)計(jì)人員需要考慮一些特殊的結(jié)構(gòu)因素。最常見(jiàn)的橫梁式貨架, 由于堆垛的需要, 不可能在貨架的正面加斜桿, 那樣將 無(wú)法正常地堆垛貨物。 所以, 貨閣的橫梁和立柱之間只能采用

19、剛結(jié)點(diǎn)連接, 即貨架 的正面采用鋼架結(jié)構(gòu)。為了保持貨架之間的穩(wěn)定性,可以在貨架之間加背撐 (立柱 背撐 ,采用剛結(jié)。側(cè)面因無(wú)堆垛的要求, 故可采用斜桿鉸接的形式, 以降低超靜定次數(shù)。 同時(shí)也 可以降低其他非荷載因素的影響。 如支座移動(dòng), 溫度改變, 材料收縮和制造誤差等 引起的結(jié)構(gòu)位移和變形, 不會(huì)在靜定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力。 同時(shí), 斜桿鉸接形式使桿件 截面設(shè)計(jì)趨于簡(jiǎn)單, 若采用超靜定結(jié)構(gòu), 只有預(yù)先假定截面尺寸才能求出內(nèi)力, 然 后再根據(jù)內(nèi)力重新設(shè)計(jì)桿件截面, 若設(shè)計(jì)截面與假定截面相差過(guò)大, 則需要重新計(jì) 算。根據(jù)自定設(shè)計(jì)流程, 結(jié)合現(xiàn)有的一組設(shè)計(jì)參數(shù), 實(shí)現(xiàn)自用設(shè)計(jì)流程研究, 并借 助 Sol

20、idWorks 軟件建立貨架的實(shí)體模型。2.3貨架材料和其整體設(shè)計(jì)尺寸的確定為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力, 防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞, 應(yīng)根據(jù)結(jié)果 的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因 素綜合考慮,來(lái)選用鋼材和型材。承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用 Q235、 Q345、 Q390、 Q420鋼,其質(zhì)量應(yīng)符和現(xiàn)行國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (GB700 88 。根據(jù)材料用途,同時(shí)經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研,發(fā)覺(jué)大多生產(chǎn)廠商采用的材料為 Q235,貨架由立柱、橫梁、腹桿和背撐等組成,主要承受 垂直方向重力荷載,對(duì)心部要求不高,參考碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB70O 88,故本 設(shè)計(jì)選 Q235為貨架材

21、料。在相同承載力的情況下,薄壁型鋼貨架的重量約比熱軋型貨架輕 20%。所以選 取冷彎薄壁型鋼為貨架材料恰當(dāng)?shù)卮_定貨位凈空間尺寸是立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 對(duì)于給定 尺寸的貨物單元, 貨位尺寸取決于單元四周需要留出空隙的大小。 同時(shí)在一定程度 上也受到貨架結(jié)構(gòu)造型的影響。 這項(xiàng)尺寸之所以重要, 是因?yàn)樗苯佑绊懼鴤}(cāng)庫(kù)面 積和空間利用率。貨架基本參數(shù)要求 :貨架總高 18000mm ,貨架厚度 1500mm ,貨閣寬度 2500mm , 貨閣高 2000mm ,最低貨閣距地面為 200mm , 2排 8層 40列 (合計(jì) 640個(gè)貨位 ,巷 道寬度 2000mm ,每個(gè)貨閣最大承載質(zhì)量

22、2000kg 。另外貨架相對(duì)應(yīng)的托盤(pán),尺寸要求長(zhǎng) 25O0mm 寬 1500mm 高 100mm分析比較各類貨架特點(diǎn), 以橫梁式貨架為參考, 按照上述參數(shù)進(jìn)行貨架總體布 局設(shè)計(jì)。查閱文獻(xiàn)、資料,參照國(guó)家和有關(guān)行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范,盡可 能全面地總結(jié)、歸納出貨架設(shè)計(jì)計(jì)算參考規(guī)范,并按上述參數(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 橫梁式貨架需從正面堆碼貨物, 所以正面一般不采用桁架結(jié)構(gòu)而采用鋼架結(jié)構(gòu)。 貨 物不從背面出入庫(kù), 為了合理利用空間, 橫梁式貨架一般以背靠背形式出現(xiàn)。 其結(jié) 構(gòu)形狀如下圖 2-2所示 : 圖 2-2橫梁式貨架的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.4貨架載荷與工況分析1 恒荷載:貨架自重。2 活荷載:擱置在

23、貨架結(jié)構(gòu)上的貨物和貨箱的自重。3 豎向沖擊荷載:存放貨物時(shí)沖擊力,取靜荷載的 50%,并考慮托盤(pán)三點(diǎn)支承 的因素。4 水平荷載:堆垛機(jī)傳至貨架結(jié)構(gòu)的最大靜荷載和最大動(dòng)荷載。5 地震作用:按最大水平地震影響系數(shù)考慮水平地震作用的影響。5 荷載效應(yīng)組合:恒荷載 +活荷載 +豎向沖擊荷載;恒荷載 +活荷載 +水平荷載。 貨架結(jié)構(gòu)應(yīng)按上述荷載效應(yīng)的最不利組合設(shè)計(jì), 但考慮到貨架僅在堆垛時(shí)的有 突加載荷,故在這一章里我們主要以靜力學(xué)計(jì)算為主。立柱主要是軸向受壓,力學(xué)模型為如下圖 2-3: 立 柱圖 2-3立柱受力情況斜拉桿采用兩端交接的結(jié)構(gòu),是典型的二力桿。故只受到軸力 F 作用,方向 如圖 2-4所示

24、。 圖 2-4斜拉桿的受力橫梁受到托盤(pán)上面貨物的直接荷載,為受彎桿件,在梁上來(lái)說(shuō),橫梁所受廣 義力為彎矩 M 和剪力 P ,還有梁的自重 q 。其受力如圖 2-5所示 : 立 柱橫 梁 自 重 q圖 2-5 橫梁受力模型本課題所設(shè)計(jì)的貨架總高為 18m ,貨架比較高,所以計(jì)算時(shí),必須考慮地震 對(duì)它的影響。(1立柱的強(qiáng)度和剛度 1強(qiáng)度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)以凈截面的平均應(yīng)力不超過(guò)鋼材的屈服強(qiáng)度為準(zhǔn)則。 根 據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017一 2003軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式,得:fA N = (2.1式中:N 軸心力。A 構(gòu)件的截面面積。鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度值。橫梁的力學(xué)模型如圖 2-6。托盤(pán)

25、i 圖 2-6橫梁的受力分析圖中, a=200mm, b=500mm, c=150mm、 l =2500mm。 該力學(xué)模型屬于超靜定問(wèn)題,采用力法 7求解。FF F F F F X3=1 圖 2-7力法求解示意圖由于橫梁自重對(duì)于荷載較小, 故可省略。 采用簡(jiǎn)支梁為基本結(jié)構(gòu), 基本體系如 圖 2-7(b所示,其余未知力為梁彎矩 1X 、 2X 和水平反力 3X ,典型方程為 :31132233330P X X X += (2.2通過(guò)解力法正則方程,得到:2121nm m mm F a b X l=(2.32221nm m mm F a b X l=(2.4式中:m a n F 至結(jié)點(diǎn) i 的距離

26、。 m b m F 至結(jié)點(diǎn) j 的距離。因?yàn)?1X 和 2X 與 n F 呈線性關(guān)系,即可利用疊加得出結(jié)果 1X 和 2X 。222212122222.522.522.5nm m mm F a b X lkN m =+=(+(2.52222221222322.522.522.522.522.5nm m mm F a b X lN m=+=(2.6解出 1X 和 2X 之后,可以用靜定平衡方程解出剪力。 , i j 結(jié)點(diǎn)剪力的計(jì)算:利用平衡公式 120i m m j M F a X X F l =-+=, 可以計(jì)算出 j 點(diǎn)的剪力。 計(jì) 算如下:j F kN +-=(2.73i F kN +-=

27、(2.8 此時(shí)可以通過(guò)所得結(jié)果解出支座的反力,該反力即貨架立柱一個(gè)結(jié)點(diǎn)的軸力。 貨架總共有 8層,邊排立柱要承受 8個(gè)結(jié)點(diǎn)載荷,而中間立柱要承受 16個(gè)結(jié)點(diǎn)荷 載。 為了降低生產(chǎn)的成本, 應(yīng)該采用同截面的立柱。 所以, 中間立柱的軸力為 16i F , 即:= (2.9所以,截面面積可以通過(guò)變換 fAN =,可得截面面積:N A f式中:91.832576N kN =; 205f MPa =(抗壓 ,所以,截面面積為:32691.83257610447.96420510A mm =(2.10 邊排立柱受力如圖 2-8所示, 由于沒(méi)有彎矩平衡, 所以邊排立柱屬于壓彎組合 桿件。 Q235服從胡克

28、定律從而可以利用先行疊加原理來(lái)計(jì)算。立 柱 橫梁 圖 2-8邊排立柱的受力圖可以預(yù)見(jiàn), 立柱的危險(xiǎn)截面在橫梁和立柱的交點(diǎn)處。 開(kāi)始計(jì)算時(shí), 可以不考慮軸力 p 的作用,只根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件選取出抗彎截面系數(shù) W ,其計(jì)算為 :m axM W = (2.11式中:W 立柱截面系數(shù)。m a xM 彎矩最大值,由式(2.18計(jì)算出的。 許用應(yīng)力,根據(jù)鋼貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(CECS23:90N的第表 2-1鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(2/mm N 取 205MPa 故:333max65.707558100.02781020510M W m -= (2.12 則立柱危險(xiǎn)截面的最大應(yīng)力點(diǎn)壓應(yīng)力為:m axm ax c

29、M N A W +式中:N 立柱的軸向壓力,為 N=91.832576kN。A立柱橫截面面積。(2剛度剛度通過(guò)限制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比 來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003第 44頁(yè)l i = (2.13式中:構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比, 對(duì)于僅承受力載荷的桁架為自重產(chǎn)生彎曲的豎向 平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比,其它情況為構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比。0l 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。i 截面的回轉(zhuǎn)半徑。根據(jù)文獻(xiàn)7,以及立柱的力學(xué)模型分析,長(zhǎng)度系數(shù) 1理論值 1.0、建議值取 1.2,在此,取 1=1.2。則計(jì)算長(zhǎng)度為:01186251.222350l l m m = (2.14查表得:柱、桁架的容許長(zhǎng)細(xì)比 150=所以,截面的回轉(zhuǎn)半徑

30、i 為 :22350149150l i mm =(2.15 近年來(lái), 諸多貨架生產(chǎn)商采用較為流行的一種立柱是截面類似 形狀的冷彎薄 壁型鋼 (見(jiàn)圖 2-9 ,并稱之為 鋼。該類型鋼到目前為止尚未形成國(guó)標(biāo),也沒(méi)有哪 家企業(yè)公布該類型鋼的截面特性。利用 SolidWorks Simulation 進(jìn)行了模擬受力實(shí) 驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)同等荷載 (主要是軸向受壓條件 下, 鋼受力情況優(yōu)于其它國(guó)標(biāo)類的型鋼 (熱軋工字鋼 (GB/T7O6 1998 、 H 型鋼 (GB/T11263 1998 、冷彎不等邊角鋼 (GB/T6723 1986、冷彎等邊角鋼 GB/T6723 1998 。 圖 2-9 鋼形狀模擬對(duì)象

31、:取與貨架等高的各類型鋼作為立柱。模擬條件:型鋼上下兩端皆為剛接,力邊界條件各孔的下半部受面荷載9.81O00N 。分析提取參數(shù):受力后的變形量、應(yīng)力和應(yīng)變。通過(guò)借助 ANSYS 軟件的分析, 選取 鋼為立柱截面。 初選截面尺寸如下圖 2-10: 圖 2-10 立柱截面形狀橫梁直接承受貨物的重量, 其變形主要為垂直方向的變形, 屬于抗彎件, 在節(jié) 點(diǎn)處還有剪力作用。提高彎曲剛度的一般措施是:(1改善結(jié)構(gòu)形式、減小彎矩 數(shù)值;(2選擇合理的截面形狀。在這兩個(gè)因素中,彎矩?cái)?shù)值優(yōu)化的空間不大, 因?yàn)樨涢w的尺寸己經(jīng)很小, 很難通過(guò)擺放貨物位置來(lái)減小彎矩大小。 主要通過(guò)因素(2來(lái)提高橫梁的彎曲剛度。純彎

32、曲條件正應(yīng)力公式為 :z z M yI = (2.16即正應(yīng)力大小與截面慣性矩成反比, 在彎矩不變條件下減小應(yīng)力, 我們應(yīng)該增 大截面慣性矩。而不同形狀的截面,盡管面積相同,但慣性矩卻不一定相等,所以選取形狀合理的截面增大慣性矩的數(shù)值,也是提高彎曲剛度的有效措施。彎曲正應(yīng)力的強(qiáng)度條件為:m axM W = (2.17若將其改寫(xiě)成:m ax M W 式中:max M 梁可承受的最大彎矩。梁的設(shè)計(jì)許可應(yīng)力。W抗彎截面系數(shù)。從式中可看出 max M 與W成正比,W越大越有利。另一方面,使用材料的多少和自重的大小,則與截面面積 A 成正比,面積越小越經(jīng)濟(jì),越輕巧。因而合理的截 面系數(shù)形狀應(yīng)該是截面面積

33、 A 越小, 而抗彎截面系數(shù) W 越大。 理論上, 彎曲時(shí)梁截 面上的點(diǎn)離中性軸越遠(yuǎn), 正應(yīng)力越大。 為了充分利用材料, 應(yīng)盡可能把材料置放在 離中性軸較遠(yuǎn)處。 由此可知, 圓截面和矩形截面在中性軸附近聚集較多的材料, 使 其未能充分發(fā)揮作用。 同時(shí)在本設(shè)計(jì)中, 橫梁不受扭矩作用, 故空心截面的性價(jià)比 優(yōu)于實(shí)心的矩形和圓截面。最后指出,彎曲變形還與一材料的彈性模量有關(guān),對(duì)于 E 值不同的材料來(lái)說(shuō), E 值越大彎曲變形越小。但是各種鋼材的彈性模量 E 大致相同,所以為提高彎曲剛 度而采用鋼強(qiáng)度的鋼材,性價(jià)比并不明顯。在立柱的常規(guī)計(jì)算中, 己經(jīng)敘述了立柱屬于超靜定結(jié)構(gòu), 而且已經(jīng)用力法解出 支點(diǎn)的

34、彎矩為:12X =X=5.07558kNm ,變成基本結(jié)構(gòu) (如圖 2-11 后,分析如下 :F F F F F F1 23456圖 2-11 橫梁受力分析其最大彎矩出現(xiàn)在 3F , 4F 處,其值為:m ax 4(2 M F a b =+ (2.18式中:max M 橫梁最大彎矩。F橫梁豎向力 9.8/3KN 。a+2b距離,其值為 1.150m 。所以橫梁的最大彎矩為:3由此可得根據(jù)式 (2.12計(jì)算出抗彎截面系數(shù) W 如下 :353根據(jù)抗彎截面系數(shù)查表可以選取冷彎等邊槽鋼 (GB6723 1986 、 冷彎內(nèi)卷邊槽 鋼 (GB6723 1986 、和冷彎型空心矩形鋼(GB 6728 20

35、02 如圖 2-12: 圖 2-12 冷彎等邊槽鋼、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼、冷彎型空心矩形鋼等型材,利用模擬分析軟件 SolidWorks Simulation進(jìn)分析比較。模擬對(duì)象:取與橫梁等長(zhǎng)的各類型鋼作為橫梁。模擬條件:取型鋼上左右端皆為鋼結(jié),力邊界條件為圖所示的位置加載 9.8/3KN。兩端結(jié)點(diǎn)加載彎矩 5.07558kN ·m 。通過(guò)借助 Simulation 的分析,對(duì)結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn),所選的三種型鋼都滿足撓 度要求和強(qiáng)度要求。 考慮當(dāng)前市場(chǎng)行情, 空心矩形鋼相較于 U 型鋼和 C 型鋼價(jià)格更 合理,所以采用空心矩形鋼。掛片主要用于立柱與橫梁的連接,這種連接的特點(diǎn)是可以靈活更換貨閣的

36、大 小,拆裝快速、方便。其與立柱的連接采用插拔形式,與橫梁的連接采用焊接,由 于堆放貨物的瞬間屬于動(dòng)荷載, 故掛片與橫梁應(yīng)至少三面圍焊, 所有圍焊處必須連 續(xù)施焊,形式如圖 2-13所示。 圖 2-13 立柱與橫梁的連接采用冷彎空心矩形鋼 (GB/T6728 2002 70303mm ,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2-14圖 2-14 側(cè)面斜桿尺寸由于貨架是背靠背設(shè)計(jì)的, 兩排貨架屬于對(duì)稱結(jié)構(gòu), 使用框間拉桿可以平衡兩 排貨架所受的相反力,增加貨架的穩(wěn)定性。如圖 2-15?？蜷g拉桿選取與斜桿相同的截面,兩端的螺栓連接,使用 M8螺栓。 圖 2-15 框間拉桿柱腳與立柱的連接, 采用插拔式結(jié)構(gòu), 柱腳和柱腳螺釘

37、的設(shè)計(jì)與選取, 參照 鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行選取的, 柱腳根據(jù)立柱的截面尺寸設(shè)計(jì)為 200x160x20mm 。 其結(jié)構(gòu)如圖 2-16所示。地腳螺釘根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定,其直徑的選取不得小于 15mm ,所 以,本文選 M20的地腳螺釘,地腳螺栓的預(yù)埋深度定為 18Omm 。其他結(jié)構(gòu)上的連接 螺栓都選用 M10。 圖 2-16 柱腳根據(jù)以確定的尺寸,應(yīng)用 SolidWorks 軟件,建立實(shí)體模型,貨架結(jié)構(gòu)中的基 本單元如下圖 2-17。 圖 2-17 實(shí)體模型第三章 SolidWorks 建模過(guò)程3.1各部件設(shè)計(jì)(1通過(guò)第二章的貨架選型及尺寸的設(shè)計(jì),畫(huà)出各個(gè)部件,下圖為貨架的立柱整

38、體圖 3-1和局部大圖 3-2。 圖 3-1 立柱整體圖 圖 3-2 立柱局部大圖(2貨架的橫梁整體圖 3-3和局部大圖 3-4。 圖 3-3 橫梁整體圖 圖 3-4 橫梁的局部大圖 (3貨架的短梁整體圖 3-5。 圖 3-5 短梁的整體圖 (4貨架的斜梁整體圖 3-6。 圖 3-6 斜梁整體圖 (5貨架的托盤(pán)支撐桿整體圖 3-7。 圖 3-7 托盤(pán)支撐桿整體圖 (6貨架的托盤(pán)整體圖 3-8。 圖 3-8 托盤(pán)(7貨架的框間拉桿整體圖 3-9。 圖 3-10 框間拉桿(8貨架的柱腳整體圖 3-11。 圖 3-11 底座整體圖(9貨架的螺栓、螺母、彈簧墊片整體圖 3-12,上層為 M8,下層為

39、M10。 圖 3-12 螺栓、螺母、彈簧墊片整體圖(10貨架整體裝配圖 3-13。 圖 3-13 貨架整體裝配體3.2裝配過(guò)程1 先畫(huà)驅(qū)動(dòng)立柱 1的草圖 1,再插入零部件立柱,然后添加方程式 D1凸臺(tái) -拉伸 1立柱 .part=D2草圖 3。2 畫(huà)驅(qū)動(dòng)橫梁的草圖 2,為了使橫梁與立柱完全定義,草圖與立柱的關(guān)系要預(yù)先 計(jì)算好。再插入零部件橫梁,然后橫梁與草圖裝配,最后添加方程式 D1凸臺(tái) -拉伸 2橫梁 .part=D3草圖 2。3 畫(huà)驅(qū)動(dòng)立柱 2的草圖 3,為了使立柱與橫梁完全定義,草圖與橫梁的關(guān)系預(yù)先 計(jì)算好。再插入零部件立柱,然后立柱與橫梁和草圖裝配。4 畫(huà)驅(qū)動(dòng)短梁的草圖 4,為了使短梁

40、與立柱完全定義,草圖與短梁的關(guān)系預(yù)先計(jì) 算好。再插入零部件短梁,然后短梁與草圖裝配。最后添加方程式 D1凸 臺(tái) -拉伸 1短梁 .part=D3草圖 4。5 插入零部件立柱 3,立柱與短梁和草圖 3裝配,使之完全定義。6 插入零部件橫梁,橫梁與立柱和草圖 3裝配,使之完全定義。7 插入零部件立柱、短梁,進(jìn)行裝配。8 在立柱 2上插入基準(zhǔn)面 1,為使斜梁與立柱 2、立柱 3完全定義,通過(guò)計(jì)算立 柱與斜梁的角度,以確定基準(zhǔn)面與立柱的角度。畫(huà)驅(qū)動(dòng)斜梁的草圖 5,然后插 入零部件斜梁,最后斜梁與草圖裝配。最后添加方程式 D1凸臺(tái) -拉伸 1斜梁 .part=D2草圖 14,其余斜梁裝配同理,貨架兩邊各

41、裝配兩個(gè)斜梁。 9 插入零部件托盤(pán)支撐桿, 使之與橫梁裝配, 然后添加方程式 D1凸臺(tái) -拉伸 2托盤(pán)支撐桿 .part=D2草圖 14 - 8。最后沿著橫梁方向進(jìn)行線性零部件陣列, 使托盤(pán)支撐桿均等分布。10 插入零部件托盤(pán),使之與橫梁和托盤(pán)支撐桿裝配,然后添加方程式 D1凸 臺(tái) -拉伸 1托盤(pán) .part=D3草圖 2(長(zhǎng) , D1草圖 1托盤(pán) .part=D3草圖 4 +110 (寬 。11 線性零部件陣列托盤(pán)支撐桿、托盤(pán)和橫梁。單元貨架完成。下圖 3-14為裝配 關(guān)系的方程式。 圖 3-14 裝配關(guān)系的方程式3.3結(jié)語(yǔ)通過(guò)用 SolidWorks 對(duì)立體貨架建模,為后續(xù)的 VB 二次開(kāi)

42、發(fā)做好準(zhǔn)備。由于 VB 驅(qū)動(dòng) SolidWorks 時(shí)容易錯(cuò),即過(guò)定義或欠定義。筆者在初次驅(qū)動(dòng)時(shí),貨架出現(xiàn) 散架。 通過(guò)筆者多次嘗試, 終于找到適合初學(xué)者的方法:1. 部件裝配時(shí)一定要有順 序, 例如逆時(shí)針或順時(shí)針裝配, 從下向上裝配或從上向下裝配。 2. 邊裝配邊調(diào)試程 序,這樣能讓初學(xué)者輕松地知道錯(cuò)誤的地方。第四章 VB 對(duì) SolidWorks 二次開(kāi)發(fā)程序設(shè)計(jì)4.1 SolidWorks二次開(kāi)發(fā)技術(shù)SolidWorks提供的強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)接口 SolidWorks 的 API(Application Programming Interface應(yīng)用編程接口,是基于 OLE Automat

43、ion的編程接口,其 中包含了數(shù)以百計(jì)的功能函數(shù),這些函數(shù)提供了程序員直接訪問(wèn) SolidWorks 的能 力。目前的 SolidWorks 版本不僅提供了 VB, VBA, C, VC+, SolidWorks宏等開(kāi)發(fā) 接口, 還增加了對(duì) Visual Studio.NET 的開(kāi)發(fā)接口, 可以方便的對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。 目前,許多單位和企業(yè)從不同的領(lǐng)域?qū)?SolidWorks 二次開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行研究, 取得了大量的成果。 其研究主要集中在機(jī)械產(chǎn)品、 標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、 通用件庫(kù)及模具設(shè)計(jì) 等方面 8。隨著 SolidWorks 軟件版本的不斷升級(jí)及二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的成熟,其應(yīng)用 的范圍也將越來(lái)越廣。根據(jù)對(duì)回

44、轉(zhuǎn)式立體庫(kù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的要求,以及 SolidWorks 提供的強(qiáng)大的二次 開(kāi)發(fā)功能,本課題選擇 SolidWorks 軟件作為此次二次開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。SolidWorks支持 OLE 標(biāo)準(zhǔn),完全實(shí)現(xiàn)了 OLE 自動(dòng)化。作為一個(gè) OLE 服務(wù)器, SolidWorks 提供了大量的 OLE 對(duì)象,以及這些對(duì)象所擁有的方法和屬性,用戶通 過(guò)在客戶應(yīng)用程序中對(duì)這些 OLE 對(duì)象及其方法和屬性的操作, 可以在自己開(kāi)發(fā)的應(yīng) 用軟件中實(shí)現(xiàn)諸如生成直線、構(gòu)造實(shí)體、檢查曲面表面參數(shù)等幾乎所有的 SolidWorks 軟件功能。圖 4-1是 SolidWorks API對(duì)象的一個(gè)詳細(xì)梗概,它并不代表對(duì)象的起源層次

45、或唯一的來(lái)去途徑 11。從圖中可以看到 SolidWorks API的對(duì)象分為若干層,每一 層又包括若干對(duì)象。每一個(gè)對(duì)象都有自己的屬性、方法和事件。SldWorks對(duì)象是 SolidWorks API中的最高層的對(duì)象,它能夠直接和間接地訪 問(wèn) SolidWorks API中的所有其他對(duì)象。利用它,可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的最基本的操 作,如生成、打開(kāi)、關(guān)閉、結(jié)束文件、重排圖標(biāo)和窗口、設(shè)置當(dāng)前激活文件、生成屬性定義,也可以對(duì) SolidWorks 的系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。 ModelDoc2對(duì)象屬于模型 層,是 SldWorks 的子對(duì)象。用 ModelDoc2對(duì)象可以實(shí)現(xiàn)視圖設(shè)置、輪廓線修改、 參數(shù)控制、

46、對(duì)象選擇、打開(kāi)和保存文檔、生成編輯特征參量、生成框架等與實(shí)體模 型相關(guān)的各種操作。在 SolidWorks 中,有三種主要的文件類型:零件、工程圖和 裝配體 12。每種文件類型有它自己的 API 對(duì)象及相關(guān)的一套函數(shù)。 零件、 工程圖和裝配體 的 API 對(duì)象分別為 PartDoc, DrawingDoc和 AssemblyDoc 。 PartDoc 對(duì)象提供了一 些執(zhí)行零件模型操作的函數(shù),如 :生成體和特征、執(zhí)行壓縮操作、獲得零件范圍、 通過(guò)名稱查詢實(shí)體等 13。 DrawingDoc 對(duì)象提供了一些執(zhí)行工程圖操作的函數(shù),例 如,生成、對(duì)齊、訪問(wèn)工程圖視區(qū)等函數(shù)。 AssemblyDoc 對(duì)

47、象提供了一些執(zhí)行裝配 體操作的函數(shù), 例如, 添加新的零部件、 添加配合條件、 隱藏和爆炸零部件等函數(shù)。 圖 4-1 SolidWorks API對(duì)象4.2程序代碼SolidWorks 提供了多種工具的開(kāi)發(fā)接口,包括目前人們常用的 VBA, Delphi,VC+等。新版本的 SolidWorks-API-SDK 增加了對(duì) Visual Studio.NET 的開(kāi) 發(fā),使其二次開(kāi)發(fā)跟上了軟件工具的升級(jí)速度。Visual Basic語(yǔ)言規(guī)則簡(jiǎn)單,不如其他的高級(jí)語(yǔ)言 (如 C+, Delphi等 那么 復(fù)雜, 但它的功能很全、 使用簡(jiǎn)捷, 用戶只要掌握幾個(gè)關(guān)鍵詞就可以開(kāi)始建立實(shí)用的應(yīng)用程序。使用 V

48、isual Basic,即使是初學(xué)者,也可以編寫(xiě)出漂亮的應(yīng)用程序。 所以本課題的驅(qū)動(dòng)代碼選擇用 Visual Basic 6.0進(jìn)行編程驅(qū)動(dòng) 14。4.3 Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā) SolidWorks 的步驟1啟動(dòng) Visual Basic 6.0,新建一個(gè)工程,如下圖 4-1所示。 圖 4-1 “新建工程”對(duì)話框2單擊【確定】按鈕,進(jìn)入程序設(shè)計(jì)環(huán)境,如下圖 4-2所示。 圖 4-2 程序設(shè)計(jì)環(huán)境3在【 Form1】里添加控件,修改其屬性,形成與用戶的互交界面。如下圖 4-3所 示。 圖 4-3 窗體設(shè)計(jì) 4驅(qū)動(dòng)程序Option ExplicitPrivate Sub Form_

49、Load(Combo1.ClearCombo1.AddItem "1"Combo1.AddItem "2"Combo1.AddItem "3"Combo1.AddItem "4"Combo1.AddItem "5"Combo1.AddItem "6"Combo1.AddItem "7"Combo1.AddItem "8"Combo1.AddItem "9"Combo1.AddItem "10"En

50、d SubPrivate Sub Command1_Click(Dim part As ObjectDim strfilename As StringDim longstatus As LongDim C As DoubleDim K As DoubleDim G As DoubleDim CJ As DoubleDim N As IntegerDim a As IntegerDim M As IntegerDim b As DoubleDim i As Integer, q As Integer, j As Integer, t As IntegerDim d As DoubleDim p

51、As DoubleDim x As IntegerDim y As DoubleDim f As DoubleIf Dir(strfilename = "" ThenMsgBox ("文件不存在,請(qǐng)檢查路徑是否正確:" & vbCrLf & strfilename Exit SubEnd Ifstrfilename = "C:Documents and SettingsAdministrator桌面 貨架參數(shù)化 AA貨架參數(shù)化 .SLDASM"Set swApp = CreateObject("sldwork

52、s.application"swApp.Visible = TrueSet part = swApp.OpenDoc4(strfilename, 1, 0, "", longstatusSet part = swApp.ActivateDoc("貨架參數(shù)化 .SLDASM"C = Text1.TextK = Text2.TextG = Text3.TextCJ = Text4.TextM = Text6.TextN = Combo1.Textpart.Parameter("D3草圖 2".SystemValue = C /

53、1000 '橫梁長(zhǎng) part.Parameter("D1基準(zhǔn)面 2".SystemValue = (K + 29 / 1000 '螺栓 part.Parameter("D2草圖 3".SystemValue = G / 1000 '立柱高 part.Parameter("D8草圖 8立柱 .SLDPRT".SystemValue = (G - 200 - 25 80 + 1 '立柱與橫梁接口個(gè)數(shù)part.Parameter("D5草圖 9立柱 .SLDPRT".SystemValue

54、 = (G - 250 - 62 400 + 1part.Parameter("D4草圖 10立柱 .SLDPRT".SystemValue = (G - 250 - 5 80 + 1x = (G - 250 - 5 80 + 1part.Parameter("D3局部線性陣列 3".SystemValue = (80 * (x - 1 - 80 - 3 * 80 / 1000part.Parameter("D3局部線性陣列 4".SystemValue = (80 * (x - 1 - 80 - 3 * 80 / 1000part.

55、Parameter("D3草圖 4".SystemValue = K / 1000 '短梁長(zhǎng) part.Parameter("D1基準(zhǔn)面 3".SystemValue = Atn(400 / (K - 40 '基準(zhǔn)面 1part.Parameter("D1基準(zhǔn)面 4".SystemValue = Atn(400 / (K - 40 '基準(zhǔn)面 2d = (K - 40 * (K - 40 + 160000 '+ 400 * 400part.Parameter("D2草圖 14".Sys

56、temValue = (Sqr(d + 40 / 1000 '400 / Sin(d + 40 '斜梁長(zhǎng)j = (G - 410 - 320 (12 * 80 '斜梁part.Parameter("D3局部線性陣列 10".SystemValue = (j * 80 * 12 + 240 / 1000 '拉桿part.Parameter("D3局部線性陣列 9".SystemValue = (j * 80 * 12 + 240 / 1000 part.Parameter("D1局部線性陣列 6".Sys

57、temValue = jpart.Parameter("D1局部線性陣列 5".SystemValue = jy = (80 * (x - 1 - 80 - 3 * 80 / 1000For t = 12 To 1000f = (80 * t / 1000If (y - f * j < (80 * j / 1000 Thenpart.Parameter("D3局部線性陣列 5".SystemValue = fpart.Parameter("D3局部線性陣列 6".SystemValue = fExit ForEnd IfNext tq = 2For i = 2 To 1000b = (C - 100 * q / (q - 1 / 1000If b < 0.18 Thenq = i - 1 'part