CN104376152A - 一种参数化建模和标注方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钣金支架的参数化建模和标注方法，包括：步骤S1，建立钣金支架的基础模型，基础模型的结构包括钣金支架的翻边、轴孔、固定孔；步骤S2，对基础模型的参数进行编程；步骤S3，程序按照输入的钣金支架模型参数，自动调整基础模型，得出钣金支架模型；步骤S4，自动按照输入的参数标注钣金支架模型；步骤S5，输出钣金支架模型的三维图纸。本发明的优点在于：通过参数化设计，在基础模型的基础上，可以完成快速建模和智能标注，迅速生成新的模型，帮助设计师快速的完成高质量的设计工作，摆脱重复劳动、降低设计绘图难度，同时满足产品系列化、快速修改的要求，全面加快产品的设计速度，大大提高产品的设计质量。

Description

一种参数化建模和标注方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助工程设计领域，特别地，涉及一种应用于航天器的钣金支架结构设计的参数化建模和标注方法。

背景技术

运载火箭结构舱段中存在着大量功能、尺寸、接口相同或相似的仪器、管路支架，这些支架具有数量多(以某型火箭为例，单发火箭上共装有423个支架)，设计过程繁琐，生产成形复杂(以钣金成形为主)，但通用性和共用性强的特点。在火箭型号的全三维设计图下厂过程中，大量相同或相似的钣金支架产品的机械性和重复性的建模、标注等工作耗费了设计人员大量的精力和时间。

运载火箭钣金支架的三维下厂工作，一般要进行三个阶段的工作：第一阶段主要是建立支架的数字模型；第二阶段主要是设计完成模型关键尺寸、装配信息和主要视图的三维标注，关键设计尺寸一般包括所有带公差的尺寸、公差基准、外形轮廓尺寸等。在这一阶段的实施中，暴露出三维标注工作量大、标注效率低(一个钣金支架的建模和标注量一般在3个工作日以上)的问题。第三阶段主要是IPT工作，由设计人员与工艺人员一起，完成最终下厂模型的三维标注。在这一阶段的实施中，标注效率依然很低，并受技术状态不确定的客观影响，进度难以保证。

综上所述，目前钣金件设计面临的问题主要有以下4点：

1、大量支架相似性强，设计上重复工作量大；

2、不同人设计的模型差异较大，质量不高；

3、设计繁琐、设计自动化程度较低；

4、三维软件标注功能不足，设计效率低下。

当前三维建模和三维标注的效率低。机械性和重复性的建模、标注等工作耗费了设计人员大量的精力和时间。目前钣金支架的三维设计已经严重的制约了型号整体的设计进度。因此，为了更好地完成钣金支架模型的三维建模和标注、提高设计工作效率、缩短设计周期，研究和摸索一套快捷的、基于参数化的建模和标注的方法是十分必要的。

发明内容

本发明要解决提高现有的钣金支架建模和标注的效率，缩短设计周期的技术问题。

本发明的技术方案为：

一种钣金支架的参数化建模和标注方法，包括：步骤S1，建立钣金支架的基础模型，基础模型的结构包括钣金支架的翻边、轴孔、固定孔；步骤S2，对基础模型的参数进行编程；步骤S3，程序按照输入的钣金支架模型参数，自动调整基础模型，得出钣金支架模型；步骤S4，自动按照输入的参数标注钣金支架模型；步骤S5，输出钣金支架模型的三维图纸。

步骤S4包括，步骤S41，对基础模型标注；步骤S42，按照输入的钣金支架模型的结构参数，自动调整基础模型的标注内容，得出钣金支架模型的标注。

钣金支架的基础模型的结构参数包括以下各项中的一项或多项：支架高度、支架厚度、支架角度、支架轴向长度、支架环向长度、翻边宽度、蒙皮内径、轴孔位置。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过参数化设计，在基础模型的基础上，可以完成快速建模和智能标注，迅速生成新的模型，帮助设计师快速的完成高质量的设计工作，摆脱重复劳动、降低设计绘图难度，同时满足产品系列化、快速修改的要求，全面加快产品的设计速度，大大提高产品的设计质量。

附图说明

图1示出了应用本发明的参数化建模和标注方法的钣金支架的示意图；

图2示出了应用本发明的参数化建模和标注方法进行标注的钣金支架的示意图；

图3示出了应用本发明的参数化建模和标注方法进行标注的钣金支架的示意图。

具体实施方式

本发明的参数化建模和标注的方法目的是实现支架的快速建模和智能标注，以帮助设计师快速的完成高质量的设计工作，摆脱重复劳动、降低设计绘图难度，同时满足产品系列化、快速修改的要求，全面加快产品的设计速度，大大提高产品的设计质量。

本发明的技术方案主要包含两点：

钣金支架参数化建模；

钣金支架智能化标注。

1、参数化建模

参数化设计(parametric design)也叫尺寸驱动(dimension driven)，是将设计对象用一组参数来约定其尺寸关系。通过对典型钣金支架的参数梳理，将支架搭接内径、长度、高度、厚度等主要特征赋予参数化命令流，实现典型仪器支架参数化设计、智能操作与修改。

在一个实施例中，本发明的参数化建模和标注的方法可以基于pro/e软件自身的参数化命令流(SQL)和后台config命令流。

本发明考虑到设计、工艺、生产和检验人员的制图习惯，将典型钣金零件按照传统的二维蓝图(主视图、俯视图和技术条件)进行典型特征的视图智能化管理。具体步骤如下：

首先，在CAD系统内建立一个基础模型10(参见图1所示)，该基础模型包括一般钣金支架具有的翻边、轴孔、固定孔等结构。由于钣金支架之间结构类似，相似性强，该基础模型可以涵盖绝大多数钣金支架的模型特征。

其次，对于基础模型10的各个参数进行编程，所述的参数包括但不限于：支架高度、支架厚度、支架角度、支架轴向长度、支架环向长度、翻边宽度、蒙皮内径、轴孔位置等等。编程的过程中将参数的输入数值与模型的设计数值(长度、角度等)进行关联。

再次，进行参数化设计。在基础模型的基础上，设置钣金支架的基础模型的形状和尺寸可以按照给出的各个参数自动进行调整，从而在基础模型的基础上进行改动而生成新的模型。例如在基础模型中支架高度为100，现在给出新的参数为支架高度200，则由于在编程中数值与模型高度已经关联，则基础模型中的支架自动延伸至高度200，符合给出的参数。

最后，新的模型输出成为钣金支架三维模型。

2、智能化标注

目前Pro/E软件三维标注功能不够智能，当前状态下标注一个尺寸需要经过定义平面、定义视图、建立与管理图层、尺寸标注和尺寸管理等过程(耗时大概5分钟时间)，而一个钣金零件一般含有主要尺寸30个，标注一个钣金支架大概需要3个小时左右，所以软件标注效率低下，极大的增大了设计人员的负担。

本发明的一个实施例用pro/E自带的config命令流，对平面视图、建立与管理图层、尺寸标注和尺寸管理过程进行编程，对其赋予特征参数，实现了以上相关环节的一键操作，极大的提高的设计效率。同时实现了基于MBD的设计、制造信息的集成，模型中包含材料、工艺路线等详细参数信息，可供工艺和物流人员提前开展工艺审查和备料等相关工作。

图2及图3中示出了一种典型的钣金支架的标注情况。图中示出了在钣金支架上的各种标注。本发明的自动标注方法如下：

首先，在CAD系统内建立一个基础模型10(参见图1所示)。由于钣金支架之间结构类似，相似性强，该基础模型可以涵盖绝大多数钣金支架的模型特征。

其次，在CAD系统内对基础模型10的各个参数进行标注。所述的参数包括但不限于：支架高度、支架厚度、支架角度、支架轴向长度、支架环向长度、翻边宽度、蒙皮内径、轴孔位置等等。

再次，进行参数化设计。在基础模型的标注基础上，设置钣金支架的模型上的标注可以根据用户的输入信息自动进行调整，从而在基础模型的标注上进行改动而自动生成新的标注。参数化标注可按照输入的数值自动变更基础模型上的标注的数字，成为新的标注。

最后，新的标注输出成为钣金支架三维模型的标注。

优选地，当本发明的参数化建模和自动标注方法同时应用时，在输入新的尺寸数据时，基础模型的形状和尺寸按照给出的各个参数自动进行调整，基础模型上的标注可以根据用户的输入信息自动进行调整，同时自动生成新的模型和新的标注。

本发明的方法可以广泛应用于火箭的初样出图工作当中，该模块显著的提升了设计效率，降低技术难度，改善了模型设计质量，为型号的顺利研制提供了巨大的支持。

Claims (3)

1.一种参数化建模和标注方法，其特征在于，包括：

步骤S1，在CAD系统内建立钣金支架的基础模型，所述基础模型的结构包括钣金支架的翻边、轴孔、固定孔；

步骤S2，对所述基础模型的参数进行编程，编程针对的结构参数包括翻边、轴孔、固定孔的几何参数；

步骤S3，程序按照输入的钣金支架模型参数，自动调整所述基础模型，得出钣金支架模型；

步骤S4，自动按照输入的所述参数标注所述钣金支架模型；

步骤S5，输出所述钣金支架模型的三维图纸。

2.根据权利1所述的参数化建模和标注方法，其特征在于，所述步骤S4包括，

步骤S41，对所述基础模型标注；

步骤S42，按照输入的所述钣金支架模型的结构参数，自动调整所述基础模型的标注内容，得出钣金支架模型的标注。

3.根据权利1或2所述的参数化建模和标注方法，其特征在于，所述钣金支架的基础模型的结构参数包括以下各项中的一项或多项：支架高度、支架厚度、支架角度、支架轴向长度、支架环向长度、翻边宽度、蒙皮内径、轴孔位置。