機械產品的系列化預設一般遵循基本相同(或相仿)的預設流程，并領有與預設流程相般配的零/器件典型結構。同時，機械產品一般由有關器件和零件構成，其器件則由下一級子器件和零件構成;以資類推，可覺得產品是由零件依照有序、特別指定的裝配關涉關系裝配而成的。因為這個，面向行業(yè)應用和產品預設過程，研討剖析特別指定系列化產品的結構與預設獨特的地方，經過合理的板塊化結構預設單元區(qū)分清楚并構建其參變量化驅動板型，成功實現基于結構預設單元的系列產品迅速預設。不銹鋼球閥

  1 閥門產品結構預設單元的區(qū)分清楚

  閥門產品涵蓋蝶閥、球閥、閘閥和插板閥等，廣泛 應用于化工、燃料和冶煉金屬等工業(yè)領域的管路流體輸送系統(tǒng)，是典型的系列機械產品。分類施行的產品系列化預設一般在公稱壓力(PN)、公稱通徑(DN)、驅動形式三個維數方上進展開，并經過系列維數方向的組合而形成有關的系列產品。同時，系列閥門產品結構主要由閥門主體結構與驅動裝置兩大組成局部構成，并遵循圖1所示的閥門產品預設流程。

  1.1 結構預設單元概念

  結構預設單元的概念具備廣泛涵義，它可以是一個零件、或一個復雜裝配結構體的部分典型預設結構方式、或由多個零件組成的器件(子裝配)，也可以是具備預設關涉關系的零件聚齊(組合件)。向下可半自動分解為有關零件，上進可組合成相應器件。綜合而言，結構預設單元是指構成某一產品的、具備一定的裝配和預設關涉關系并可獨立參變量驅動的零件、器件、組件或部分典型結構的預設關涉體。

  本文結構預設單元的區(qū)分清楚，其動身點與產品板塊化預設中偏重于產品或零/器件的式樣結構分類的預設思想相近，但更著重提出預設關涉性和遵循特別指定產品的預設向例。

  1.2 閥門產品結構預設單元區(qū)分清楚

  合理區(qū)分清楚結構預設單元是成功實現系列閥門產品迅速預設的基礎。系列閥門產品預設在總體預設參變量(預設問題的描寫及產品屬性)定義之下，依照預設過程確認的零/器件生成順著次序，其產品結構和尺寸參變量具備很強的秉承性和預設關涉性，產品較高等級構件的結構方式與尺寸參變量，定義或導航了下級結構構件的生成。因為這個，本文基于產品預設流程、零/器件生成順著次序并綜合思索問題產品預設者的思惟形式和辦公向例，將特別指定閥門產品的零/器件預設分解為以結構預設單元為基本驅動元素的預設關涉體，供給閥門產品迅速預設的高效參變量化驅動單元，因此將復雜的預設問題逐級分解成相對獨立并簡化的預設子問題，并經過預先構建和定義有關預設單元之間(以及預設單元內里)的裝配關涉和約束關系，成功實現零/器件造型預設與迅速裝配。典型閥門產品(蝶閥)的結構預設單元區(qū)分清楚見圖2。圖2中的實心黑色菱形表達聚合關系，空心箭頭表達泛化關系。

  典型閥門產品(不銹鋼球閥)結構預設單元區(qū)分清楚

  2 結構預設單元庫的構建與參變量化板型驅動

  閥門產品迅速預設所需結構預設單元庫的構建，以國產通用CAD軟件CAXA實體預設為支撐平臺，認為合適而使用模型板形式構建結構預設單元參變量化板型;利用CAXA實體預設供給的二次研發(fā)接口ICAPI，認為合適而使用C++手續(xù)語言構建應用手續(xù)，成功實現參變量化板型的賦值與驅動。

  2.1 結構預設單元庫的構成

  閥門產品結構預設單元的區(qū)分清楚，基于產品零/器件結構功能分類和預設關涉性。如圖2所示的典型閥門產品蝶閥的結構預設單元區(qū)分清楚，作別構建了里面含有閥體、蝶板、上下支承填料組件、連署支架和閥桿在內的主體結構器件子結構有關預設單元及驅動裝置子結構預設單元，并在CAXA實體預設背景下利用其“自定義預設元素庫”完成結構預設單元庫的構建。

  以那里面最具代表性的蝶閥閥體預設為例，其子結構預設單元庫涵蓋了筒身、上支承、下支承、筒身增強結構和地腳支承等結構預設單元，由CAXA實體預設背景下的預設元素庫中拖出閥體預設元素，則彈出如圖3所示的子結構預設單元庫構成界面，點擊那里面的有關結構預設單元即可施行有關參變量賦值與驅動

  2.2 結構預設單元參變量化板型構建與驅動

  結構預設單元是具備一定的裝配和預設關涉關系并可獨立參變量驅動的預設關涉體。故閥門產品有關結構預設單元的區(qū)分清楚兼顧了預設進程項中的預設關涉性和復雜預設問題的逐級子問題分解，既保障預設進程項的高效性，又思索問題預設問題的關涉性態(tài)度溫和成功實現性。

  所示閥體子結構預設單元庫，根據預設關涉性和高效性給出了閥體預設的結構預設單元構成，并作別構建其參變量化板型，成功實現參變量賦值和驅動。

  蝶閥閥體有關子結構預設單元庫構成界面

  以蝶閥閥體的筒身預設單元為例，將構成筒身結構預設關涉最為緊急的兩個端法蘭和筒壁作為一個預設單元(裝配體)來設置。參變量化板型的構建，給出了卻構預設單元自身的預設基準，并經過有關結構參變量約束了3個零件的裝配關涉關系，保障了單元板型的群體驅動。板型驅動在預設知識庫的支持下，經過調入筒身公稱通徑、結構長度、法蘭型號(標準件)和筒身壁厚等關鍵預設參變量施行參變量賦值和驅動;假如需求，可以針對連署端法蘭的周密參變量構成施行非標改正賦值。該結構單元參變量化板型構建與驅動界面如圖4所示。

  蝶閥閥體之筒身結構單元參變量化板型構建與驅動

  3 基于結構預設單元的產品迅速預設成功實現

  給出的子結構預設單元庫，除里面含有預設單元自身零/器件構成之間的幾何拓撲關系、尺寸參變量、裝配約束等信息以外，還里面含有經過給予與預設流程關涉的不一樣預設單元之間的裝配關涉信息，成功實現與預設進程項同步的迅速裝配，并依據需求在板型上附帶加上零件的材料、品質和數目等非幾何信息。

  3.1 結構預設單元間的裝配關涉定義和約束

  在具備高預設關涉性的結構預設單元區(qū)分清楚的基礎上，定義和約束不一樣結構預設單元間的裝配關涉，是成功實現基于結構預設單元的產品迅速預設的關鍵。本文第2.2節(jié)各結構單元參變量化板型構建中均設定了其預設基準，故經過預設單元的基準捕獵來成功實現結構預設單元之間的裝配關涉定義和約束。

  CAXA實體預設經過其二次研發(fā)接口ICAPI，為用戶供給了坐標捕獵與變換的功能。在CAXA實體預設背景下，每個預設空間都有一個整個的局面：胸懷～坐標系，進入了該預設空間的每個結構預設單元都有其部分坐標系和錨點(裝配基準)。

  就裝配事情狀況而言，首先進入了預設空間的結構預設單元為裝配基礎構件(裝配基件)，其坐標系為父坐標系;而后進入了預設空間的結構預設單元為待裝配件，其坐標系為子坐標系。利用ICAPI供給的錨點捕獵與坐標變換功能，經過捕獵裝配基件和待裝配件的錨點坐標，確認不一樣結構預設單元的相對位置，接合預先設定的不一樣結構預設單元之間的裝配關涉信息，并經過給予不可缺少的坐標變換，由應用手續(xù)成功實現半自動和迅速裝配。圖5所示為進入了預設空間的結構預設單元錨點位置及其子坐標系與父坐標系的變換關系，那里面A為子對象的錨點相對于子坐標系的變換矩陣，P為子對象的錨點相對于父坐標系的位置變換矩陣。子坐標系相對于父坐標系的變換矩陣為A-1P。

  錨點位置和子、父坐標系的變換關系

  典型閥門產品迅速預設成功實現流程(不銹鋼球閥)

  3.2 基于結構預設單元的閥門產品預設流程

  基于特別指定閥門產品結構預設單元及其裝配關涉關系，在有關預設知識庫支持下，根據有關預設流程完成產品迅速預設。典型閥門產品基于結構預設單元的迅速預設成功實現流程如圖6所示。圖6中的實箭頭表達預設流程，虛箭頭表達各種支持庫供給的有關數值支持。該迅速預設成功實現流程對應產品結構預設單元區(qū)分清楚及生成順著次序，并在不一樣預設進程項節(jié)點由知識庫供給領域預設知識支持。經過結構預設單元參變量化板型的構建，以及不一樣結構預設單元間的裝配關涉定義和約束，成功實現預設單元參變量化板型的賦值和驅動，并成功實現與預設進程項同步的迅速裝配。閥門產品迅速預設進程項及其迅速裝配成功實現過程如圖7所示。

  閥門產品預設進程項及其迅速裝配成功實現過程

  所示可知，首個結構預設單元筒身進入了預設空間后，上支承、下支承、筒身增強結構、地腳支承等結構預設單元挨著次序進入了預設空間，并經過應用手續(xù)構建的不一樣結構預設單元的錨點(預設基準及裝配基準)捕獵功能，半自動捕獵擬裝配關涉基準或以人機交互形式供給基準關涉數值，成功實現迅速裝配。其它結構預設單元在相同預設空間中，以相同形式完成裝配，直到生成整個兒裝配板型。

  對系列機械產品的計算機匡助預設而言，根據產品預設與結構獨特的地方合理區(qū)分清楚結構預設單元，構建其相應的參變量化板型，并樹立不一樣預設單元之間的裝配關涉關系，是成功實現迅速預設的關緊基礎和前提。閥門產品具備典型的系列化產品預設特點標志，其結構預設單元的區(qū)分清楚和產品預設流程與預設向例關系近有關，并經過裝配基礎構件(裝配基件)與待裝配件預設基準的捕獵和坐標變換，確認不一樣結構預設單元之間的相對位置和預設關涉關系，成功實現與預設進程項同步的迅速裝配，可管用地增長預設辦公速率。