CN102521427B - 一种基于ProE的简单孔表阵列自动建模方法 - Google Patents

Abstract

一种基于ProE的简单孔表阵列自动建模方法，通过调用和集成Pro/E开放接口Pro/ToolKit中的相关函数，采用配套的接口文件格式，只需在接口文件中编辑阵列元素相关信息，结合Pro/E的表阵列自动建模即可模拟Pro/E表阵列的人为手工建模全过程，可快速将接口文件中的定义要素反映到三维模型上，将原本复杂的建模过程简化为设计要素的定义过程，使得操作繁琐的Pro/E表阵列建模操作过程在瞬间即可完成，大幅提高了设计效率和正确性。

Description

一种基于ProE的简单孔表阵列自动建模方法

技术领域

本发明涉及一种在实际工程应用中大量不同孔径类型简单孔混杂时批量表阵列快速特征建模方法。

背景技术

Pro/E是世界上最为先进的三维CAD设计软件之一，已广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等大型复杂产品设计、仿真、加工、生产领域。阵列是Pro/E软件中较为常用的功能，原理是通过复制现有特征，实现多个相同特征的快速构建。在Pro/E软件中阵列的形式分为尺寸阵列、方向阵列、轴阵列、填充阵列、表阵列、参照阵列六种。其中尺寸阵列、方向阵列、填充阵列属于按照一定的方向、间距或步长进行的均匀阵列。轴阵列为圆周阵列，即绕固定轴线按照设置角度均匀分布，是均匀阵列的一种特殊情形。参照阵列一般依赖于已存在的阵列特征，不能单独存在，因此不属于独立的特征类型。表阵列允许设计人员在阵列数据表中输入阵列元素的定位尺寸，形式较为灵活，阵列元素出现的位置不像均匀阵列具有可预见性，是所有阵列方式中最为复杂的阵列方式。

在卫星、飞机等大型复杂产品设计过程中，设备在壁板上并不是均匀分布，导致设备安装耳片定位孔相对安装壁板的分布位置极为零散，只能通过表阵列的方式予以实现。然而，当阵列孔类型和数量较多，在执行表阵列之前，需要人为手工对大量数据按照公称直径等信息进行归类。然后进行繁琐的孔建模，之后还需要将每一类孔的阵列元素条目录入到阵列excel表中，甚至执行完表阵列后，某些特殊情况下需要对每个阵列元素的尺寸进行逐个核实，以确定某阵列元素的名称并执行重命名操作，工作量非常大。同时由于操作过程繁琐而复杂，人为因素造成的错误时有发生，产品设计的效率和正确性无法得到保证。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可靠性高、数据交互效率高、只需要少量人为因素的参与即可实现海量数据自动解析，在Pro/E三维模型上实现表阵列自动建模的方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于ProE的简单孔表阵列自动建模方法，步骤如下：

(1)对简单孔的特征进行自定义，将孔径、孔深及孔中心轴的定位尺寸设为可变尺寸项；

(2)形成接口数据文件，所述的数据接口文件内容包括坐标系参照、孔中心轴定位坐标值、孔名称、孔径代号；

(3)根据孔径代号及其所对应的模型参数，形成孔径代号与模型参数关联映射文件；

(4)读取接口数据文件和孔径映射文件并执行解析，获取孔径代号，按照孔径代号对接口数据进行分类；对于每一类孔，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔；如果两个定位尺寸均为正值的孔不存在，则改变其中任意一个坐标系的方向，与该坐标系相应的定位尺寸值取原值的相反数，继续遍历该类中所有元素的坐标值，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔；如果两个定位尺寸均为正值的孔仍然不存在，则同时改变两个坐标系的方向，相应的孔的两个定位尺寸值均取原值的相反数，再次遍历该类中所有元素的坐标值，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔；

(5)选择表阵列坐标系，以所选坐标系XOY、XOZ、YOZ三个平面为基准，自动创建+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z六个基准面，其中+X与YOZ面的距离为0，法线方向一致；-X与YOZ面的距离为0，法线方向相反；+Y与XOZ面的距离为0，法线方向一致；-Y与XOZ面的距离为0，法线方向相反；+Z与XOY面的距离为0，法线方向一致；-Z与XOY面的距离为0，法线方向相反；

(6)选择模型外表面作为简单孔开孔放置面；

(7)针对每一类孔径的孔，通过调用简单孔的自定义特征，在模型上创建阵列首孔；阵列首孔的放置面为步骤(6)中选择的放置面，参考坐标系为在步骤(4)中获取的第一个两个定位坐标尺寸均为正值时的坐标参考，首孔定位尺寸值为步骤(4)中获取的首孔的均为正值的坐标值；

(8)以步骤(7)中创建的首孔为阵列基准，调用Pro/ToolKit函数接口，逐级填充表阵列特征元素树，完成某一类孔的表阵列过程；

(9)重复步骤(7)～(8)，直至完成所有类型的简单孔表阵列创建。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法通过封装Pro/ToolKit接口函数，模拟实际简单孔的表阵列建模过程，可一次性实现大量甚至海量数据的自动阵列建模。设计效率较之人为手工操作提升数倍，且由于所有中间过程全部可交由计算机处理，数据量越大，效率提升越高；

(2)采用本发明方法可将使得产品设计的正确性得到有效保证，消除了人为原因造成的不可靠因素，设计的正确性、可靠性较之以往有了巨大提升；

(3)通过人为手工创建的表阵列，其孔径值不可配置，如要修改只能对每个阵列元素逐一修改，工作量大且易出错。本发明方法通过配置的方式实现孔尺寸代号与实际值之间的映射，且建模后孔直径以关系式的形式写入模型，如果孔径需要修改，直接修改模型关系式即可实现所有模型尺寸的再生。

附图说明

图1为本发明方法的流程框图。

具体实施方式

本发明方法的流程如图1所示。首先在Pro/E环境中创建简单孔自定义特征(UDF)。将孔径、孔深及孔的两个定位尺寸设置为可变尺寸。自定义特征只需创建一次，在以后的孔阵列特征建模时可反复使用。例如可以明确的英文名称定义各可变尺寸的名称，如孔深为hole_Dpth，孔径为hole_Dia，两个定位尺寸分别为hole_RefDim1和hole_RefDim2。

按照表1的格式创建接口数据文件，用于定义Pro/E表阵列所需的基本信息和用户关注的重要参数信息；基本信息包括阵列元素坐标参照及坐标值，用户自定义参数包括阵列元素名称、孔径代号。孔径代号为孔的公称直径，一般为5、8等阿拉伯数字。理论上接口数据文件中的条目可以为无限多。而在实际产品设计中，考虑到结构强度等因素，开孔面积的总和一般有一个上限值，因此实际产品设计时，接口数据文件中孔的个数也有上限，比如在卫星结构板设计中，一块结构板上安装孔的数量一般在0～1000之间。

表1接口数据文件格式

标号	参考坐标1	参考坐标2	孔径
				A1	110	140	Φ5
B5	170	200	M8
				A2	146	210	4

按照格式(如Φ4＝4.01、8＝M8、M5＝5.5等)创建孔径与模型参数映射文件，映射文件中定义了孔径代号与所代表的实际尺寸值的表达式，表达式可以为孔径赋予具体数值，也可以赋予模型中已存在的参数值。如果为孔径赋予的是具体值，Pro/E孔径将被赋予该值，如果为孔径赋予的是模型参数，最终将会以表达式的形式写入Pro/E模型。如果要修改孔径，可以重置模型参数值，实现与该参数绑定的所有尺寸的批量修改。

读取接口数据文件和孔径映射文件，并执行解析，对接口文件中的孔按照孔径进行分类，如尺寸代号为3的归为一类，为4的归为一类等。同时查找每一类孔阵列的首孔。遍历每一类孔，寻找第一个为两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔，如果不存在，则试图改变其中一个坐标系方向，此时相应的定位尺寸值取原值的相反数，再遍历该类中所有元素的坐标值，寻找第一两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔。如仍不存在，则改变两个坐标系的方向，此时孔的两个定位尺寸值均取原值的相反数，再次遍历该类中所有元素的坐标值，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔。到找到在某中坐标状态下第一个两个定位尺寸均为正值的孔，两个定位尺寸均为正值的孔在必然存在于上述三种情形中的其中一种。

选择表阵列坐标系，按照以坐标系XOY、XOZ、YOZ三个平面为基准，自动创建+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z六个开孔基准面。其中+X与YOZ面的距离为0，法线方向一致；-X与YOZ面的距离为0，法线方向相反；+Y与XOZ面的距离为0，法线方向一致；-Y与XOZ面的距离为0，法线方向相反；+Z与XOY面的距离为0，法线方向一致；-Z与XOY面的距离为0，法线方向相反。在上一环节中，比如尺寸代号为3的孔类其首孔参照为X、Y，在建模时选用+X、+Y作为其建模定位参照；如首孔参照-X、-Y，执行首孔建模时选用-X、-Y作为建模定位参照。

上述准备工作齐备后，设置Pro/E表阵列的开孔放置面(孔的深度方向或者长度方向)。而后根据每类孔的参考坐标自动选择相应的开孔基准面(与孔的深度方向相垂直的平面)作为参照在放置面上自动执行阵列。在阵列结束后，自动解析创建的阵列特征以映射文件中的映射关系为阵列元素的孔径赋值。同时以接口数据文件中的孔名称为阵列元素命名。

实施例

以需要在一个Pro/E壁板模型上创建500个阵列孔为例，每个孔均有指定的名称如A1、A2、B1、B2等。这些孔的孔径分为3、Φ4、M5三种，在孔径映射文件中执行以下定义，3＝3.01，Φ4＝P4(P4为模型中已存在参数)，M5＝5.5。

启动Pro/E，通过程序指定接口数据文件、孔径映射文件在磁盘上的路径。

在壁板上选择阵列放置面。

在模型空间中选择阵列参考坐标系，所选坐标系依次起名为+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z六个基准平面，其中+X与YOZ距离为0，方向一致；-X与YOZ距离为0，方向相反；+Y与XOZ距离为0，方向一致；-Y与XOZ距离为0，方向相反；+Z与XOY距离为0，方向一致；-Z与XOY距离为0，方向相反。

准备工作执行完成后，在模型中按照孔径自动执行阵列、尺寸赋值、阵列元素命名操作。用户所见的为建模完成后的最终结果。

上述过程可以将手工筛选数据、手工表阵列、手工尺寸驱动、手工阵列元素命名的过程全部用程序执行封装，简化为接口数据准备、孔径映射文件、参考选择等简单操作。效率得到巨大提高，正确性亦达到100％。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种基于ProE的简单孔表阵列自动建模方法，其特征在于步骤如下：

(1)对简单孔的特征进行自定义，将孔径、孔深及孔中心轴的定位尺寸设为可变尺寸项；

(2)形成接口数据文件，所述的数据接口文件内容包括坐标系参照、孔中心轴定位坐标值、孔名称、孔径代号；

(3)根据孔径代号及其所对应的模型参数，形成孔径代号与模型参数关联映射文件；所述映射文件中定义了孔径代号与所代表的实际尺寸值的表达式，表达式可以为孔径赋予具体数值，也可以赋予模型中已存在的参数值；如果为孔径赋予的是具体值，Pro/E孔径将被赋予该值，如果为孔径赋予的是模型参数，最终将会以表达式的形式写入Pro/E模型，如果要修改孔径，可以重置模型参数值，实现与该参数绑定的所有尺寸的批量修改；

(4)读取接口数据文件和孔径映射文件并执行解析，获取孔径代号，按照孔径代号对接口数据进行分类；对于每一类孔，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔；如果两个定位尺寸均为正值的孔不存在，则改变其中任意一个坐标系的方向，与该坐标系相应的定位尺寸值取原值的相反数，继续遍历该类中所有元素的坐标值，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔；如果两个定位尺寸均为正值的孔仍然不存在，则同时改变两个坐标系的方向，相应的孔的两个定位尺寸值均取原值的相反数，再次遍历该类中所有元素的坐标值，寻找第一个两个定位尺寸均为正值的孔作为首孔；

(5)选择表阵列坐标系，以所选坐标系XOY、XOZ、YOZ三个平面为基准，自动创建+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z六个基准面，其中+X与YOZ面的距离为0，法线方向一致；-X与YOZ面的距离为0，法线方向相反；+Y与XOZ面的距离为0，法线方向一致；-Y与XOZ面的距离为0，法线方向相反；+Z与XOY面的距离为0，法线方向一致；-Z与XOY面的距离为0，法线方向相反；

(6)选择模型外表面作为简单孔开孔放置面；

(7)针对每一类孔径的孔，通过调用简单孔的自定义特征，在模型上创建阵列首孔；阵列首孔的放置面为步骤(6)中选择的放置面，参考坐标系为在步骤(4)中获取的第一个两个定位坐标尺寸均为正值时的坐标参考，首孔定位尺寸值为步骤(4)中获取的首孔的均为正值的坐标值；

(8)以步骤(7)中创建的首孔为阵列基准，调用Pro/ToolKit函数接口，逐级填充表阵列特征元素树，完成某一类孔的表阵列过程；

(9)重复步骤(7)～(8)，直至完成所有类型的简单孔表阵列创建。

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