機(jī)械產(chǎn)品的系列化預(yù)設(shè)一般遵循基本相同(或相仿)的預(yù)設(shè)流程，并領(lǐng)有與預(yù)設(shè)流程相般配的零/器件典型結(jié)構(gòu)。同時，機(jī)械產(chǎn)品一般由有關(guān)器件和零件構(gòu)成，其器件則由下一級子器件和零件構(gòu)成;以資類推，可覺得產(chǎn)品是由零件依照有序、特別指定的裝配關(guān)涉關(guān)系裝配而成的。因為這個，面向行業(yè)應(yīng)用和產(chǎn)品預(yù)設(shè)過程，研討剖析特別指定系列化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與預(yù)設(shè)獨特的地方，經(jīng)過合理的板塊化結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚并構(gòu)建其參變量化驅(qū)動板型，成功實現(xiàn)基于結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的系列產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)。不銹鋼球閥

  1 閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的區(qū)分清楚

  閥門產(chǎn)品涵蓋蝶閥、球閥、閘閥和插板閥等，廣泛 應(yīng)用于化工、燃料和冶煉金屬等工業(yè)領(lǐng)域的管路流體輸送系統(tǒng)，是典型的系列機(jī)械產(chǎn)品。分類施行的產(chǎn)品系列化預(yù)設(shè)一般在公稱壓力(PN)、公稱通徑(DN)、驅(qū)動形式三個維數(shù)方上進(jìn)展開，并經(jīng)過系列維數(shù)方向的組合而形成有關(guān)的系列產(chǎn)品。同時，系列閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要由閥門主體結(jié)構(gòu)與驅(qū)動裝置兩大組成局部構(gòu)成，并遵循圖1所示的閥門產(chǎn)品預(yù)設(shè)流程。

  1.1 結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元概念

  結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的概念具備廣泛涵義，它可以是一個零件、或一個復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)體的部分典型預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)方式、或由多個零件組成的器件(子裝配)，也可以是具備預(yù)設(shè)關(guān)涉關(guān)系的零件聚齊(組合件)。向下可半自動分解為有關(guān)零件，上進(jìn)可組合成相應(yīng)器件。綜合而言，結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元是指構(gòu)成某一產(chǎn)品的、具備一定的裝配和預(yù)設(shè)關(guān)涉關(guān)系并可獨立參變量驅(qū)動的零件、器件、組件或部分典型結(jié)構(gòu)的預(yù)設(shè)關(guān)涉體。

  本文結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的區(qū)分清楚，其動身點與產(chǎn)品板塊化預(yù)設(shè)中偏重于產(chǎn)品或零/器件的式樣結(jié)構(gòu)分類的預(yù)設(shè)思想相近，但更著重提出預(yù)設(shè)關(guān)涉性和遵循特別指定產(chǎn)品的預(yù)設(shè)向例。

  1.2 閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚

  合理區(qū)分清楚結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元是成功實現(xiàn)系列閥門產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)。系列閥門產(chǎn)品預(yù)設(shè)在總體預(yù)設(shè)參變量(預(yù)設(shè)問題的描寫及產(chǎn)品屬性)定義之下，依照預(yù)設(shè)過程確認(rèn)的零/器件生成順著次序，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和尺寸參變量具備很強(qiáng)的秉承性和預(yù)設(shè)關(guān)涉性，產(chǎn)品較高等級構(gòu)件的結(jié)構(gòu)方式與尺寸參變量，定義或?qū)Ш搅讼录壗Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的生成。因為這個，本文基于產(chǎn)品預(yù)設(shè)流程、零/器件生成順著次序并綜合思索問題產(chǎn)品預(yù)設(shè)者的思惟形式和辦公向例，將特別指定閥門產(chǎn)品的零/器件預(yù)設(shè)分解為以結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元為基本驅(qū)動元素的預(yù)設(shè)關(guān)涉體，供給閥門產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)的高效參變量化驅(qū)動單元，因此將復(fù)雜的預(yù)設(shè)問題逐級分解成相對獨立并簡化的預(yù)設(shè)子問題，并經(jīng)過預(yù)先構(gòu)建和定義有關(guān)預(yù)設(shè)單元之間(以及預(yù)設(shè)單元內(nèi)里)的裝配關(guān)涉和約束關(guān)系，成功實現(xiàn)零/器件造型預(yù)設(shè)與迅速裝配。典型閥門產(chǎn)品(蝶閥)的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚見圖2。圖2中的實心黑色菱形表達(dá)聚合關(guān)系，空心箭頭表達(dá)泛化關(guān)系。

  典型閥門產(chǎn)品(不銹鋼球閥)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚

  2 結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫的構(gòu)建與參變量化板型驅(qū)動

  閥門產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)所需結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫的構(gòu)建，以國產(chǎn)通用CAD軟件CAXA實體預(yù)設(shè)為支撐平臺，認(rèn)為合適而使用模型板形式構(gòu)建結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元參變量化板型;利用CAXA實體預(yù)設(shè)供給的二次研發(fā)接口ICAPI，認(rèn)為合適而使用C++手續(xù)語言構(gòu)建應(yīng)用手續(xù)，成功實現(xiàn)參變量化板型的賦值與驅(qū)動。

  2.1 結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫的構(gòu)成

  閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的區(qū)分清楚，基于產(chǎn)品零/器件結(jié)構(gòu)功能分類和預(yù)設(shè)關(guān)涉性。如圖2所示的典型閥門產(chǎn)品蝶閥的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚，作別構(gòu)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(nèi)的主體結(jié)構(gòu)器件子結(jié)構(gòu)有關(guān)預(yù)設(shè)單元及驅(qū)動裝置子結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元，并在CAXA實體預(yù)設(shè)背景下利用其“自定義預(yù)設(shè)元素庫”完成結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫的構(gòu)建。

  以那里面最具代表性的蝶閥閥體預(yù)設(shè)為例，其子結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫涵蓋了筒身、上支承、下支承、筒身增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和地腳支承等結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元，由CAXA實體預(yù)設(shè)背景下的預(yù)設(shè)元素庫中拖出閥體預(yù)設(shè)元素，則彈出如圖3所示的子結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫構(gòu)成界面，點擊那里面的有關(guān)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元即可施行有關(guān)參變量賦值與驅(qū)動

  2.2 結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元參變量化板型構(gòu)建與驅(qū)動

  結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元是具備一定的裝配和預(yù)設(shè)關(guān)涉關(guān)系并可獨立參變量驅(qū)動的預(yù)設(shè)關(guān)涉體。故閥門產(chǎn)品有關(guān)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的區(qū)分清楚兼顧了預(yù)設(shè)進(jìn)程項中的預(yù)設(shè)關(guān)涉性和復(fù)雜預(yù)設(shè)問題的逐級子問題分解，既保障預(yù)設(shè)進(jìn)程項的高效性，又思索問題預(yù)設(shè)問題的關(guān)涉性態(tài)度溫和成功實現(xiàn)性。

  所示閥體子結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫，根據(jù)預(yù)設(shè)關(guān)涉性和高效性給出了閥體預(yù)設(shè)的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元構(gòu)成，并作別構(gòu)建其參變量化板型，成功實現(xiàn)參變量賦值和驅(qū)動。

  蝶閥閥體有關(guān)子結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫構(gòu)成界面

  以蝶閥閥體的筒身預(yù)設(shè)單元為例，將構(gòu)成筒身結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)關(guān)涉最為緊急的兩個端法蘭和筒壁作為一個預(yù)設(shè)單元(裝配體)來設(shè)置。參變量化板型的構(gòu)建，給出了卻構(gòu)預(yù)設(shè)單元自身的預(yù)設(shè)基準(zhǔn)，并經(jīng)過有關(guān)結(jié)構(gòu)參變量約束了3個零件的裝配關(guān)涉關(guān)系，保障了單元板型的群體驅(qū)動。板型驅(qū)動在預(yù)設(shè)知識庫的支持下，經(jīng)過調(diào)入筒身公稱通徑、結(jié)構(gòu)長度、法蘭型號(標(biāo)準(zhǔn)件)和筒身壁厚等關(guān)鍵預(yù)設(shè)參變量施行參變量賦值和驅(qū)動;假如需求，可以針對連署端法蘭的周密參變量構(gòu)成施行非標(biāo)改正賦值。該結(jié)構(gòu)單元參變量化板型構(gòu)建與驅(qū)動界面如圖4所示。

  蝶閥閥體之筒身結(jié)構(gòu)單元參變量化板型構(gòu)建與驅(qū)動

  3 基于結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)成功實現(xiàn)

  給出的子結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元庫，除里面含有預(yù)設(shè)單元自身零/器件構(gòu)成之間的幾何拓?fù)潢P(guān)系、尺寸參變量、裝配約束等信息以外，還里面含有經(jīng)過給予與預(yù)設(shè)流程關(guān)涉的不一樣預(yù)設(shè)單元之間的裝配關(guān)涉信息，成功實現(xiàn)與預(yù)設(shè)進(jìn)程項同步的迅速裝配，并依據(jù)需求在板型上附帶加上零件的材料、品質(zhì)和數(shù)目等非幾何信息。

  3.1 結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元間的裝配關(guān)涉定義和約束

  在具備高預(yù)設(shè)關(guān)涉性的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚的基礎(chǔ)上，定義和約束不一樣結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元間的裝配關(guān)涉，是成功實現(xiàn)基于結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)的關(guān)鍵。本文第2.2節(jié)各結(jié)構(gòu)單元參變量化板型構(gòu)建中均設(shè)定了其預(yù)設(shè)基準(zhǔn)，故經(jīng)過預(yù)設(shè)單元的基準(zhǔn)捕獵來成功實現(xiàn)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元之間的裝配關(guān)涉定義和約束。

  CAXA實體預(yù)設(shè)經(jīng)過其二次研發(fā)接口ICAPI，為用戶供給了坐標(biāo)捕獵與變換的功能。在CAXA實體預(yù)設(shè)背景下，每個預(yù)設(shè)空間都有一個整個的局面：胸懷～坐標(biāo)系，進(jìn)入了該預(yù)設(shè)空間的每個結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元都有其部分坐標(biāo)系和錨點(裝配基準(zhǔn))。

  就裝配事情狀況而言，首先進(jìn)入了預(yù)設(shè)空間的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元為裝配基礎(chǔ)構(gòu)件(裝配基件)，其坐標(biāo)系為父坐標(biāo)系;而后進(jìn)入了預(yù)設(shè)空間的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元為待裝配件，其坐標(biāo)系為子坐標(biāo)系。利用ICAPI供給的錨點捕獵與坐標(biāo)變換功能，經(jīng)過捕獵裝配基件和待裝配件的錨點坐標(biāo)，確認(rèn)不一樣結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的相對位置，接合預(yù)先設(shè)定的不一樣結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元之間的裝配關(guān)涉信息，并經(jīng)過給予不可缺少的坐標(biāo)變換，由應(yīng)用手續(xù)成功實現(xiàn)半自動和迅速裝配。圖5所示為進(jìn)入了預(yù)設(shè)空間的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元錨點位置及其子坐標(biāo)系與父坐標(biāo)系的變換關(guān)系，那里面A為子對象的錨點相對于子坐標(biāo)系的變換矩陣，P為子對象的錨點相對于父坐標(biāo)系的位置變換矩陣。子坐標(biāo)系相對于父坐標(biāo)系的變換矩陣為A-1P。

  錨點位置和子、父坐標(biāo)系的變換關(guān)系

  典型閥門產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)成功實現(xiàn)流程(不銹鋼球閥)

  3.2 基于結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的閥門產(chǎn)品預(yù)設(shè)流程

  基于特別指定閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元及其裝配關(guān)涉關(guān)系，在有關(guān)預(yù)設(shè)知識庫支持下，根據(jù)有關(guān)預(yù)設(shè)流程完成產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)。典型閥門產(chǎn)品基于結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的迅速預(yù)設(shè)成功實現(xiàn)流程如圖6所示。圖6中的實箭頭表達(dá)預(yù)設(shè)流程，虛箭頭表達(dá)各種支持庫供給的有關(guān)數(shù)值支持。該迅速預(yù)設(shè)成功實現(xiàn)流程對應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元區(qū)分清楚及生成順著次序，并在不一樣預(yù)設(shè)進(jìn)程項節(jié)點由知識庫供給領(lǐng)域預(yù)設(shè)知識支持。經(jīng)過結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元參變量化板型的構(gòu)建，以及不一樣結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元間的裝配關(guān)涉定義和約束，成功實現(xiàn)預(yù)設(shè)單元參變量化板型的賦值和驅(qū)動，并成功實現(xiàn)與預(yù)設(shè)進(jìn)程項同步的迅速裝配。閥門產(chǎn)品迅速預(yù)設(shè)進(jìn)程項及其迅速裝配成功實現(xiàn)過程如圖7所示。

  閥門產(chǎn)品預(yù)設(shè)進(jìn)程項及其迅速裝配成功實現(xiàn)過程

  所示可知，首個結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元筒身進(jìn)入了預(yù)設(shè)空間后，上支承、下支承、筒身增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、地腳支承等結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元挨著次序進(jìn)入了預(yù)設(shè)空間，并經(jīng)過應(yīng)用手續(xù)構(gòu)建的不一樣結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的錨點(預(yù)設(shè)基準(zhǔn)及裝配基準(zhǔn))捕獵功能，半自動捕獵擬裝配關(guān)涉基準(zhǔn)或以人機(jī)交互形式供給基準(zhǔn)關(guān)涉數(shù)值，成功實現(xiàn)迅速裝配。其它結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元在相同預(yù)設(shè)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(jī)械產(chǎn)品的計算機(jī)匡助預(yù)設(shè)而言，根據(jù)產(chǎn)品預(yù)設(shè)與結(jié)構(gòu)獨特的地方合理區(qū)分清楚結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元，構(gòu)建其相應(yīng)的參變量化板型，并樹立不一樣預(yù)設(shè)單元之間的裝配關(guān)涉關(guān)系，是成功實現(xiàn)迅速預(yù)設(shè)的關(guān)緊基礎(chǔ)和前提。閥門產(chǎn)品具備典型的系列化產(chǎn)品預(yù)設(shè)特點標(biāo)志，其結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元的區(qū)分清楚和產(chǎn)品預(yù)設(shè)流程與預(yù)設(shè)向例關(guān)系近有關(guān)，并經(jīng)過裝配基礎(chǔ)構(gòu)件(裝配基件)與待裝配件預(yù)設(shè)基準(zhǔn)的捕獵和坐標(biāo)變換，確認(rèn)不一樣結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)單元之間的相對位置和預(yù)設(shè)關(guān)涉關(guān)系，成功實現(xiàn)與預(yù)設(shè)進(jìn)程項同步的迅速裝配，可管用地增長預(yù)設(shè)辦公速率。