基于UG参数化的汽车管路检测仪智能设计系统
机械科学航空航天工程 2011 年 5 月卷。30 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室, 武汉 430074; 武汉邦迪管道系统有限公司，武汉 430056) 针对目前的汽车用管道根据陆检具设计的现状，提出了一种基于参数化设计的装配关系自动识别技术。对产品进行参数化建模，利用参数建立零件之间的相关性，约束装配关系。在装配过程中，零件自动识别约束关系，实现产品的智能化、自动化装配。同时在UG NX5.平台下，基于该设计方法开发了汽车管路检测仪智能设计系统并应用于实际生产。参数; 检具设计; UG; 自动识别UG刘明，廖敦明，刘清波，谢惠军，陈立良，材料加工模具技术国家重点实验室，华中科技大学武汉430074；武汉邦迪流体系统有限公司，武汉430056) 摘要：根据汽车检具设计，提出了基于参数化设计的自动识别装配关系。参数化模型补间组件之间的装配关系。组件自动识别约束关系装配工艺产品装配智能基于上述设计方法平台开发的智能设计系统UG NX5. 已应用于实际生产。结果表明系统大大提高了设计效率，缩短了设计时间，提高了设计质量，提高了标准化水平检查夹具设计。关键词：参数化设计；检具设计；UG; 自动识别 标准化程度差。
基于此，企业迫切需要一个智能的检具设计模块来代替手工设计模式。UG（Unigraphics）软件是一款集成CAD的高端3D设计软件，但目前还没有专门的检具设计模块，而是使用其提供的二次开发工具UG OpenAPI技术和基于参数化的实体. 模块技术可以开发出满足自己需求的检具设计模块。基于武汉邦迪管道系统有限公司检具设计标UGNX5.环境，利用UG OpenAPI技术，开发了汽车管道检测工具智能设计系统。汽车管道检测仪是用于检测生产的管道是否合格的装置。检查工具的设计必须根据买方的具体要求或产品和零件的具体形状进行专门设计。因此，检具设计过程复杂，CAD软件手动设计检测工具时，涉及大量的几何空间计算和转换。设计过程费时、费力、效率低，收到日期：2009-11-17 2008CDB302)和国家科技重大专项“高端数控机床与基础制造”设备”。3D CAD研究和3D CAD二次开发，lm861217 126．com；，副教授，博士，liaodunming@hust。教育。cn和其他组件。检具设计过程复杂，CAD软件手动设计检测工具时，涉及大量几何空间计算和转换。设计过程费时、费力、效率低，收到日期：2009-11-17 2008CDB302)和国家科技重大专项“高端数控机床与基础制造”设备”。3D CAD研究及3D CAD二次开发，lm861217 126．com；，副教授，博士，liaodunming@hust。教育。cn和其他组件。检具设计过程复杂智能检具，CAD软件手动设计检测工具时，涉及大量几何空间计算和转换。设计过程费时、费力、效率低，收到日期：2009-11-17 2008CDB302)和国家科技重大专项“高端数控机床与基础制造”设备”。3D CAD研究和3D CAD二次开发，lm861217 126．com；，副教授，博士，liaodunming@hust。教育。cn和其他组件。2009-11-17 2008CDB302)和国家科技重大专项“高端数控机床与基础制造装备”资助。3D CAD研究及3D CAD二次开发，lm861217 126．com；，副教授，博士，liaodunming@hust。教育。cn和其他组件。2009-11-17 2008CDB302)和国家科技重大专项“高端数控机床与基础制造装备”资助。3D CAD研究和3D CAD二次开发，lm861217 126．com；，副教授，博士，liaodunming@hust。教育。cn和其他组件。
块定位和检测管道；定位销用于固定和夹紧管道。其中，巡检工具模块在整个巡检系统中占有很大的比重，是整个检具设计的关键部分。对于行业标准或企业，检具模块的几何拓扑关系相同或相似。以往的手工设计方式，设计师往往需要大量重复操作，设计效率低下。为了提高零件的通用性和提高设计效率，可以使用CAD系统对零件进行参数化设计并创建通用零件模型。表现。量具的设计取决于管道的形状和空间位置等因素。如何处理好管道与检测工具的关系，是整个设计过程的重点。检查工具模块是整个检具设计的关键部分，是与流水线直接相关的部分。量具模块设计中的表达式是量具模块的关键尺寸，这些尺寸都是由管道尺寸决定的。根据它所代表的含义命名，以便于修改。其中，L的取值由管道直段长度决定；它是管道中心到底板的投影高度；ang 表示管道与底板的夹角。这些参数与装配相关，称为关联参数。在生成管道时，确定管道的尺寸参数。同时，检测工具模块的相应相关参数也相应确定。根据相关参数建立检具的模块模型，并在模型中引入装配关系。改变模型的参数表达式，实现检具模块的尺寸驱动，可根据装配关系完成检具模块的组装。
检具模块的生成过程如图所示。参数化设计方法。参数化设计的目的是使产品能够根据设计者的设计意图进行灵活的修改。通过定义零件的几何约束和尺寸约束来完整表达零件模型，并通过使用参数建立零件中各种特征之间或不同零件几何形状之间的相关性。零件的生成可以通过改变模型约束和参数来获得。参数化设计的主要功能是： 从参数化模型中自动导出精确的几何模型。参数化模型只需要一个草图。设计草图时，UG自动将输入的尺寸约束保存为特征参数，并且可以在后续设计中进行视觉修改。通过改变约束和特征参数，它可以自动推导出精确的几何模型。修改局部参数自动修改几何模型。对于具有相同或相似拓扑结构的一系列产品，只需修改一个参数即可生成新零件，这将是产品设计中非常有用的手段。参数化建模的第一步是分析部件结构，充分理解设计意图，构思产品各部分之间的关系。然后进行参数化建模并提取参数，验证模型的可行性。根据零件的几何形状和复杂程度，约束类型应相同或有一定的规则可循。脚步：检查被动元件，按照识别方式处理装配关系中使用的点、线、轴或面。步骤：建立主动元件的三维参数化模型，检查关联的参数和约束，并相应地命名关联的装配关系。
在检具设计系统中，检具模块、管线和底板的组装需要三个约束，分别是： 检具模块中间基准检具模块的生成过程 一、选择型号检查工具模块的类型，打开模型，并将打开的模型设置为工作部件。获取模型表达式，根据管道关联参数修改表达式，更新模型。然后，按照一定的命名规则保存新生成的检具模块，等待汇编调用。整个设计过程可以通过编写程序自动完成。检具模块组装关系自动识别 检具模块生成后，检具模块需要与管线和底板组装在一起。对此，作者提出了装配关系的自动识别方法。在该方法中，在装配过程中，每个零件根据一定的几何条件和约束，从各自的零件模板中生成相应的三维几何模型。根据一定的命名规则，对模型中需要用到的装配关系中的点、线、轴或面进行命名。通过编写程序，程序自动查找并识别名称，并根据给定的约束自动完成装配过程。装配关系与技术数据自动识别的关系如图所示。UFASSEM mate) 或对齐(UF align) 表面与管道直线段、量规模块的上表面 ASSEM UFASSEM 中心)智能检具，量规模块的外表面垂直于底板的基准面（UF ASSEM 垂直）。针对这三个约束条件，在检具模块模型中分别建立并命名了中间基准面、中心基准轴和边界基准面。
同时，在管道上建立相应的基准平面和基准轴。通过编写程序，首先得到管道对应基准面或轴线的名称标识，通过名称标识得到对应的对象标识。同理，对于检测工具模块，获取管道组件对应的对象名称标识，从名称标识中获取TAG标识。组装时，程序自动识别管道和检具模块的对应标识。由于检具模块与流水线是多对一的组装关系，且检具模块均由检具模块模型生成，对应的参考平面或参考轴的名称相同。因此，在获取到检查工具模块对应对象的TAG后，立即重命名该对象的名称。避免重复命名导致程序集混淆。通过以上步骤，已经具备了组装所需的条件。利用程序自动识别这些装配关系，求解约束条件装配关系，自动识别数据关系图，实现检具模块的自动装配。检具模块重新定位检具模块组装完成后，会出现不符合实际生产条件的情况。此时，不符合要求的检具模块需要搬迁。在UG中，当一个元件被添加到装配中或在装配中重新定位时，元件的坐标原点和坐标系矩阵被确定。组件在组件中的空间位置也被确定。其中，组件的坐标系矩阵描述了组件的位置信息；坐标原点决定了组件的空间位置信息。为实现装配关系的自动识别，UG做出如下约定：当常规装配过程是多件一件的装配时，例如，如果一个组件与组件B相匹配，则该组件称为一个组件。有源元件，该元件为无源元件。
即当主动元件与被动元件的关系为多对一关系时，主动元件应具有相同或相似的拓扑结构。规则 主动元件和被动元件之间的装配关系和约束条件相同或有一定的规则可以遵循。并且对于所有有源组件，这种合作关系是可行的。对于满足以上两个条件的装配关系，建立参数化的三维几何模型并引入装配关系。为保证建立的约束关系可行，具体操作步骤如下： 步骤确定主动元件与被动元件的装配关系。确保它们之间的约束类型是可行的。对活动组顺序矩阵的更改。当元件组装成装配体时，就会生成这个矩阵。可以通过UG二次开发工具提取组装字母，实现组件的翻译。可以将矩阵的前三行三列的三阶矩阵乘以一个变换矩阵得到一个新的三阶矩阵，将新得到的三阶矩阵结合平移后的坐标原点，得到一个新的三阶矩阵得到四阶矩阵。使用UG二次开发功能，将新的四阶矩阵应用到装配体中，实现元件的重新定位。直接用于引导加工。检具模块修改为了实现整个装配过程的智能化和自动化，在实际生产中使用检具比较系统的设计时间和常用的设计方法。模块组装和重新定位时，其尺寸参数应能随检具模块的变化而变化。最终生成的二维工程图应该是更新后的仪表模块尺寸参数。
为了实现数据的实时更新，采用将参数数据写入属性的方法，将关键尺寸和装配关系写入零件的属性特征中。当零件需要修改时，使用程序读取零件属性特征，修改参数，模型更新后，将修改后的参数改写为属性特征，覆盖之前的数据，保证实时更新的数据。生成二维工程图时，只需直接读取属性中的参数即可保证输出数据的实时性。检具设计在图中各个平台下都是耗时的。结论 基于装配关系自动识别技术，结合参数化设计方法，由UG NX5.平台开发的汽车管路检测工具智能设计系统已在企业投入实际生产，并取得了良好的效果。从表中可以看出，该系统可以大大减少流水线设计时间，显着提高生产效率，有效减少设计人员的重复性工作。同时，参数化的设计方法有效提高了检具设计的标准化，装配关系自动识别的思想为检具设计提供了一个新的思路，也可以应用于其他类似的结构在设计中。[参考] 基于UG零件库的建立[J]. 机械设计，2001，18（华中科技大学学报（自然科学版），OpenAPI UGNX5.菜单，通过菜单调用需要的命令进行操作。。 项目通用设计方法检具设计系统20点流水线47点流水线15 OpenAPI UGNX5.菜单，通过菜单调用需要的命令进行操作。。 项目通用设计方法检具设计系统20点流水线47点流水线15
