基于UG參數(shù)化的汽車管道檢測工具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)

基于UG參數(shù)化的汽車管路儀表智能設(shè)計(jì)系統(tǒng) 華中科技大學(xué)材料成型與模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢430074;針對汽車流水線現(xiàn)狀檢具設(shè)計(jì)，提出一種基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的裝配關(guān)系自動識別技術(shù)。對產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化建模，利用參數(shù)建立零件之間的關(guān)系，并用裝配關(guān)系對其進(jìn)行約束。在裝配過程中，零件可以自動識別約束關(guān)系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化、自動化裝配。同時，在UG NX5.平臺下，開發(fā)了基于該設(shè)計(jì)方法的汽車管道檢測工具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。參數(shù)化;檢具設(shè)計(jì); UG；中文圖片自動識別分類號：TP39 文檔識別碼： 文章編號：1003-8728( 2011) 05-0718-04 智能檢具設(shè)計(jì)系統(tǒng)AutomotivePipes Based ParametricDesign UG劉明, 廖敦明, 劉慶波, 謝惠軍, 陳立良華中科技大學(xué)材料加工模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢430074; 武漢邦迪流體系統(tǒng)有限公司, 武漢430056) 摘要：根據(jù)汽車管道檢具設(shè)計(jì)，提出了基于裝配關(guān)系的參數(shù)化設(shè)計(jì)自動識別裝配關(guān)系的參數(shù)化模型?；谏鲜鲈O(shè)計(jì)方法平臺UG NX5.開發(fā)的約束關(guān)系裝配工藝產(chǎn)品裝配智能智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。結(jié)果表明系統(tǒng)大大提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)時間，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，增強(qiáng)了標(biāo)準(zhǔn)化水平檢查ng-fixture design．關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì)；檢具設(shè)計(jì)； UG；自動識別汽車管道檢測工具是用于檢測生產(chǎn)的管道是否合格的設(shè)備。檢具的設(shè)計(jì)必須根據(jù)需方的具體要求或產(chǎn)品、零件的具體形狀進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。因此，檢具設(shè)計(jì)通過CAD軟件手動設(shè)計(jì)檢具時，會涉及到大量的幾何空間尺寸計(jì)算和換算。

設(shè)計(jì)過程耗時、勞動密集、效率低且標(biāo)準(zhǔn)化程度低。基于此，企業(yè)迫切需要一個智能的檢具設(shè)計(jì)模塊來替代人工設(shè)計(jì)模式。 UG（Unigraphics）是一款集成的高端3D設(shè)計(jì)軟件，但目前還沒有專門的檢具設(shè)計(jì)模塊，而是利用它提供的二次開發(fā)工具UG OpenAPI技術(shù)和參數(shù)化實(shí)體建模技術(shù)，你可以開發(fā)出滿足你需求的檢具設(shè)計(jì)模塊?；谖錆h邦迪管道系統(tǒng)有限公司的檢具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)UGNX5.OpenAPI技術(shù)，開發(fā)了汽車管道檢測工具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。收稿日期：2009-11-17 基金2008CDB302)和國家科技重大專項(xiàng)“床與基礎(chǔ)制造裝備”。關(guān)于作者：Research, 3D CAD Secondary ；管路檢具的組成及設(shè)計(jì)方法 管路檢具的組成 汽車管路檢具主要由底板、檢具模組、定位銷組成檢具設(shè)計(jì)檢具是重要的檢測裝置用于檢測管道是否合格。檢具的設(shè)計(jì)精度直接影響管道的質(zhì)量，進(jìn)而影響汽車的性能。檢查工具的設(shè)計(jì)取決于管道的形狀和空間位置等因素。如何處理好管道與檢具的關(guān)系是整個設(shè)計(jì)過程的重點(diǎn)。檢查工具模塊是整個檢具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，是與管道直接相關(guān)的部分。它由其他組件組成。模塊定位和檢測管道；定位銷用于固定和夾緊管道。

其中，檢具模塊占整個檢具系統(tǒng)的很大比例，是整個檢具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。對于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)而言，量具模塊的幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同或相似。以往的手工設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)人員往往需要進(jìn)行大量的重復(fù)操作，設(shè)計(jì)效率低下。為了提高零件的通用性，提高設(shè)計(jì)效率，可以利用CAD系統(tǒng)對零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，建立通用零件模型。它們是檢測工具模塊的模型草圖和裝配約束圖。圖中的每個表達(dá)式都是儀表模塊的關(guān)鍵尺寸，這些尺寸是由管道尺寸決定的。根據(jù)它們所代表的含義命名，以方便修改。其中，L值由管道直線段的長度決定；是管道中心到底板的投影高度，ang 表示管道與底板裝配相關(guān)的參數(shù)，稱為關(guān)聯(lián)參數(shù)。在生成流水線時，確定流水線的尺寸參數(shù)。同時，相應(yīng)的檢測工具模塊的相關(guān)參數(shù)也相應(yīng)確定。根據(jù)相關(guān)參數(shù)，建立夾具模塊的模型，并在模型中引入裝配關(guān)系。改變模型參數(shù)表達(dá)式實(shí)現(xiàn)夾具模塊的尺寸驅(qū)動，配合裝配關(guān)系完成夾具模塊的裝配。檢具模塊的生成過程如圖所示。一個組件模型是通過定義零件的幾何約束和尺寸約束來完全表達(dá)的，并通過參數(shù)來建立零件中的各種特征或不同零件的幾何形狀之間的相關(guān)性。零件的生成可以通過改變模型的約束和參數(shù)來獲得。

參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要功能是： 從參數(shù)化模型中自動推導(dǎo)出精確的幾何模型。參數(shù)化模型只需要一張草圖。在草圖設(shè)計(jì)過程中，UG自動將輸入的尺寸約束保存為特征參數(shù)，可以在后續(xù)設(shè)計(jì)中進(jìn)行可視化修改。通過改變約束條件和特征參數(shù)，可以自動推導(dǎo)出精確的幾何模型。一系列結(jié)構(gòu)相同或相似的產(chǎn)品，只需修改一個參數(shù)即可生成新的零件，這將是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常有益的手段。參數(shù)化建模的第一步是分析組件結(jié)構(gòu)，充分了解設(shè)計(jì)意圖，構(gòu)思產(chǎn)品各部分之間的關(guān)??系。然后進(jìn)行參數(shù)化建模，提取參數(shù)，驗(yàn)證模型的可行性。根據(jù)組件的幾何形狀和復(fù)雜性，選擇不同的實(shí)現(xiàn)方法。為了達(dá)到設(shè)計(jì)目的，有效減少設(shè)計(jì)時間和成本，保持設(shè)計(jì)的完整性 [2, 3] 就檢具模塊的約束而言，約束類型應(yīng)相同或具有一定的規(guī)則跟隨。 Step 1. 根據(jù)識別方式對裝配關(guān)系中使用的點(diǎn)、線、軸或面進(jìn)行處理。步驟 關(guān)聯(lián)參數(shù)和約束，并相應(yīng)命名相關(guān)的裝配關(guān)系。在檢具設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，夾具模塊、流水線和底板的組裝需要三個約束條件，即： 夾具模塊的中間參考夾具模塊的生成過程 首先，選擇夾具模塊的型號類型，打開模具 模型設(shè)置為工作部分。獲取模型表達(dá)式，根據(jù)管道相關(guān)參數(shù)修改表達(dá)式，更新模型。

然后，按照一定的命名規(guī)則，保存新生成的fixture模塊，等待匯編調(diào)用。整個設(shè)計(jì)過程可以通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)自動化。儀表模塊裝配關(guān)系自動識別技術(shù) 儀表模塊生成后智能檢具，需要將儀表模塊與管道和底板進(jìn)行組裝。對此，作者提出了一種裝配關(guān)系的自動識別方法。這種方法是在裝配過程中，每個零件根據(jù)一定的幾何條件和約束，從各自的零件模板中生成相應(yīng)的3D幾何模型。裝配關(guān)系中需要在模型中使用的點(diǎn)、線、軸或面，按照一定的命名規(guī)則命名。通過編寫程序，程序可以自動查找并識別名稱，并根據(jù)給定的約束條件自動完成組裝過程。裝配關(guān)系自動識別技術(shù)數(shù)據(jù)關(guān)系如圖（UFASSEM mate）或?qū)R（UF align），檢具模塊上表面（ASSEM UFASSEM中心），檢具模塊外表面垂直到底板基準(zhǔn)面（ASSEM 垂直）。對于這三種近似，在夾具模塊的模型中分別建立并命名了中間基準(zhǔn)面、中心基準(zhǔn)軸和邊界基準(zhǔn)面。同時在管道上建立相應(yīng)的基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸。通過編寫程序，首先獲取管道對應(yīng)的基準(zhǔn)面或參考軸的名稱標(biāo)識，通過名稱標(biāo)識獲取block，獲取管道組件對應(yīng)的對象名稱標(biāo)識，從名稱標(biāo)識中獲取TAG標(biāo)識裝配時，程序自動識別對應(yīng)的管道標(biāo)識和檢具模塊。

由于檢具模塊與管道之間存在多對一的裝配關(guān)系，且檢具模塊是由檢具模塊模型生成的，因此對應(yīng)的基準(zhǔn)平面或基準(zhǔn)軸的名稱相同因此，在獲取到一個fixture模塊對應(yīng)對象的TAG標(biāo)識后，立即重命名該對象的名稱標(biāo)識。避免名稱重復(fù)導(dǎo)致程序集混淆。通過以上步驟，組裝所需的所有條件均已完成。檢具模塊組裝完成后，會出現(xiàn)不符合實(shí)際生產(chǎn)條件的情況。這時就需要對不符合要求的檢具模塊進(jìn)行搬遷。在 UG 中，當(dāng)一個元件被添加到裝配體中或在裝配體中重新定位時，該元件的坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)系矩陣 .組件中組件的空間位置也被確定。其中，組件的坐標(biāo)系矩陣描述了組件的方位信息；坐標(biāo)原點(diǎn)決定了組件的空間位置信息。 UG裝配關(guān)系自動識別數(shù)據(jù)關(guān)系圖 為了實(shí)現(xiàn)裝配關(guān)系的自動識別，作如下約定： 當(dāng)規(guī)則裝配過程為多個零件一個零件的裝配時，例如裝配與裝配匹配B、裝配體稱為活動裝配體，裝配體稱為活動裝配體。用于無源元件。也就是說，當(dāng)主動元件和被動元件之間的關(guān)系是多對一的關(guān)系時，主動元件應(yīng)該具有相同或相似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。規(guī)則 有源元件和無源元件之間的裝配關(guān)系和約束是相同的或有一定的規(guī)律可循。并且對于所有有源組件，這種合作關(guān)系是可能的。對于滿足上述兩個條件的裝配關(guān)系，建立基于參數(shù)的3D幾何模型并引入裝配關(guān)系。為保證所建立的約束關(guān)系是可行的，具體操作步驟如下： 確定主動元件和被動元件的裝配關(guān)系的步驟智能檢具，以確保它們之間的約束類型是可行的。

對于活動組坐標(biāo)軸的方向向量，階矩陣的變化。組件組裝成組件后，會生成UG二次開發(fā)工具，提取組件即可實(shí)現(xiàn)組件的翻譯。在矩陣之前將一個三行三列的三階矩陣與一個變換矩陣相乘，得到一個新的三階矩陣。新得到的三階矩陣和翻譯后的UG二次開發(fā)函數(shù)可以應(yīng)用到新的四階矩陣中。實(shí)現(xiàn)了組件重新定位。針都正確組裝。對于不符合實(shí)際生產(chǎn)的部分，只需少量人工修改即可完成整個檢具設(shè)計(jì)。生成的 2D 工程圖包含每個零件的詳細(xì)加工信息，可直接用于指導(dǎo)加工。檢具模塊的修改為了實(shí)現(xiàn)整個裝配過程的智能化和自動化，在實(shí)際生產(chǎn)中使用檢具來比較系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時間和常用的設(shè)計(jì)方法。當(dāng)模塊組裝和重新定位時，其尺寸參數(shù)應(yīng)能隨著檢具模塊的變化而變化。最終生成的二維工程圖應(yīng)該是更新后的檢具模塊尺寸參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時更新，采用將參數(shù)數(shù)據(jù)寫入屬性的方法，將關(guān)鍵尺寸和裝配關(guān)系寫入零件的屬性特征中。當(dāng)零件需要修改時，使用程序讀取零件的屬性特征，修改參數(shù)，更新模型后，將修改后的參數(shù)改寫為屬性特征，覆蓋之前的數(shù)據(jù)，保證模型的完整性數(shù)據(jù)。實(shí)時更新。生成二維工程圖時，只需直接讀取屬性中的參數(shù)即可，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時輸出。該圖的結(jié)論是基于裝配關(guān)系自動識別技術(shù)和參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，利用UG NX5.平臺開發(fā)的汽車管道檢測工具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)，已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中并取得了良好的效果。

從表中可以看出，該系統(tǒng)可以大大減少流水線設(shè)計(jì)時間，顯著提高生產(chǎn)效率，有效減少設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性工作。同時，參數(shù)化設(shè)計(jì)方法有效提高了檢具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，自動識別裝配關(guān)系的思想為檢具設(shè)計(jì)提供了新思路，也可以應(yīng)用于其他類似的設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)。 [參考] 基于UG零件庫，2001，18（華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，35（UGNX4.openAPI編程基礎(chǔ)[M].北京：基于應(yīng)用實(shí)例）上述裝配關(guān)系自動識別方法是在3D軟UGNX5.OpenAPI UGNX5.菜單下添加檢具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能菜單，通過菜單調(diào)用需要的命令即可使用本系統(tǒng)，可以完全實(shí)現(xiàn)檢具設(shè)計(jì)的自動化，對于系統(tǒng)菜單和系統(tǒng)生成的管道檢測工具圖。從圖中可以看出，管道的一般設(shè)計(jì)方法，基板、檢具模塊及定位插入工程檢具設(shè)計(jì)系統(tǒng)20點(diǎn)管線47點(diǎn)管線15 file:///D|/My Profile/Desktop/New Text Document.txt Appliance Error (configuration_error) 您的要求可以已處理，因?yàn)榕渲缅e誤：“可以使用 LDAP 服務(wù)器?！睅椭?，請聯(lián)系您的網(wǎng)絡(luò)支持rt團(tuán)隊(duì)。 file:///D|/My Profile/Desktop/New Text Document.txt2012-07-12 20:42:52