面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究

面向绿色制造的典型机械产品并行设计系统关键技术研究

摘要：介绍了一种网络化的绿色设计平台的构建模式，普遍适用于面向绿色制造的机械产品设计。即在网络环境下，利用Dreamweaver 软件和网络FTP功能实现远程产品数据管理，借助UG NX软件的二次开发功能建立指定产品的零部件库，并采用IIS和ODBC实现客户端数据库管理，最终实现的设计系统平台可以满足绿色制造并行化设计的要求。

关键词：绿色制造；并行设计；远程数据管理；二次开发；数据库管理

0引言

国际标准化组织提出了关于环境管理的ISO14000 系列标准后，推动了绿色制造技术的发展,有关绿色制造技术研究的浪潮正在全球兴起。目前，制造业针对典型机械产品的绿色制造各单元技术的研究正在逐渐深入并已取得阶段性成果，然而如何将已取得的研究成果帮助企业综合应用已经成为亟需解决的关键问题。

与传统设计方法相比，面向绿色制造的设计是将绿色产品的要求作为设计约束的一部分，从可持续发展的高度审视产品的整个生命周期，提倡无废物、可回收设计技术，将3R (Reduce，Reuse，Recycle) 直接引入产品研发阶段，从而实现产品的闭环设计。它主要包括产品的结构设计、产品材料选择、制造环境设计、绿色工艺设计、包装设计和回收处理设计等6个方面，要求产品生命周期的各个阶段必须被

并行考虑，需要建立有效的反馈机制。因此有必要构建网络环境下实现面向拆卸、面向回收等绿色设计的机械产品开发平台，并建立有效的数据管理体系，从而实现面向绿色制造的典型机械产品并行化设计。为此我们初步研究开发了机床部件绿色并行设计的原型系统，该系统构建了网络环境下面向拆卸、面向回收等绿色设计和绿色制造工艺的机械产品开发平台，具有信息反馈机制，基本能够满足绿色制造面向产品全生命周期并行化设计的需求，这种方法对于面向绿色制造的机械产品设计具有普遍推广价值。

1系统建模

1.1系统设计原理

为了避免繁琐的底层系统开发，我们另辟蹊径，借助成熟的商用CAD/CAM软件平台UG NX进行二次开发，同时另行开发网络化的数据管理系统，并将两者有效结合，最终构成了完整的机床部件绿色并行设计原型系统。

具体的设计工作需要基于客户机和Web服务器分别展开。在客户机上，主要是利用Dreamweaver网页编辑器建立CSS（Cascading Style Sheets，层叠样式表）样式的动态网页，使其交互内容与UG零件族电子表格字段一致，并增加面向拆卸、面向回收的设计的有效参数或评价指标，通过ODBC(Open Database Connectivity，开放数据库互连)定义数据源，从而实现网络上各客户机对服务器上电子表格数据文件的操作。针对服务器主要是利用IIS（Internet Information Server，互联网信息服务）功能建立Web服务器，在服务器上设计该

产品各零件的参数化模型和装配模型，并建立零件族，利用UG NX 的数据管理功能创建每个零件族的电子表格数据文件。最终利用服务器上的零件族电子表格文件与动态链接库DLL文件关联，当客户机输入的原始数据满足绿色设计要求时，驱动UG生成满足绿色设计要求的产品模型。原型系统开发过程中需要解决的关键技术问题主要包括实现远程产品数据管理、基于UG开发系统零部件库和实现客户端远程数据库管理。图1所示为机床部件绿色并行设计原型系统的设计原理图。

图1系统设计原理

1.2系统数据传递模型

用户在客户端可以登陆机床部件绿色并行设计原型系统主页，通过超链接，先打开零部件的参数网页，在网页中输入参数后提交，新的数据就写入了数据库的excel表中了，后退至原型系统网页，点击链接打开零部件族的数据文件，将新写入的数据复制进去，生成新的部件保存。点击在UG中创建的用户对话框，输入零部件的参数后，可以生成三维模型，最后可以将装配好的模型通过链接上传至服务器供参考修改，改良后可以再将其下载到本机上。系统数据传递模型如图2所示。

图2系统数据传递模型

2远程产品数据管理的实现

2.1原型系统网页的制作

根据要求机床部件绿色并行设计原型系统主页中必须包含三个

链接，它们分别链接到专用镗床主轴箱典型轴系零部件参数网页，相应零部件的模型和专用镗床主轴箱典型轴系装配模型B/S交互网页。该网页可利用Dreamweaver软件完成。

专用镗床主轴箱轴系装配模型B/S交互网页和主轴箱轴系零部件参数网页制作的方法与原型系统主页类似，完成的网页如图3和图4所示。

图3轴系装配模型B/S交互网页图4圆锥滚子轴承参数网页

2.2批处理文件的制作

在机床部件绿色并行设计原型系统主页中有一个链接是打开相应零部件的模型，专用镗床主轴箱轴系装配模型B/S交互网页中则有多个实现轴系装配模型上传下载的链接，这些链接可以帮助用户快速实现网络资源调用，有效简化操作流程，这些链接的实现可以借助批处理文件由FTP功能完成。

（1）打开零部件模型的批处理文件的制作。FTP是网络应用层中使用最多的协议，用FTP传输文件，使用的是典型的Client/Server 模式。可以用批处理文件实现FTP文件的自动传输。因为UG软件端口不支持外部.xls表格数据与UG内部的.xls表格数据发生交换，因而在网络环境下，无法对零部件实现自动调用。由于受到UG软件的限制，所以只能人为的把新生的.xls文件中的数据复制到UG中零部件族的.xls文件表中。所以有必要做一个打开相应零部件三维造型的批处理文件和网页链接，形成更完整的系统。

如需建立打开zc11零件或装配模型的批处理文件，可新建

zc11prt.bat文件，并在其中输入以下内容：

cd C:\\ Program Files\\ UGS\\ NX 4.0\\ UGII '进入UG应用程序的目录

start F:\\ UGNX_Open++\\ prt_file\\ zc11.prt '打开零部件的三维造型

然后将zc11prt.bat存放在D盘里文件名为1的文件夹中，并将机床部件绿色并行设计原型系统主页中的“打开相应零部件的模型”做成链接，链接到zc11prt.bat这个批处理文件。这样用户只要点击这个链接，系统就会自动调用UG软件并显示相应的零件或装配模型。

（2）实现轴系装配模型FTP上传下载的批处理文件的制作。打开零部件模型的批处理文件的制作只需实现客户机本机软件和文件的调用，而实现轴系装配模型FTP上传下载的批处理文件的制作则需调用服务器资源。

假设客户机的操作系统是Windows系统，需要传输的主轴箱I 轴系的装配模型的路径是F:\\ prts\\ zhou1，服务器的操作系统也是Windows系统，IP地址为10.100.3.47，上传的文件就放在FTP站点的根目录，登陆用户名是anonymous,口令为空。

可以按照如下方法实现从客户机上传文件到服务器的操作。

首先新建一个FTP文件up1.ftp，并在其中键入如下内容：user anonymous

null

prompt