CN111143951B - 一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于跟踪剪切机主机的参数化设计方法及系统，属于金属板材成型装备技术领域，所述设计方法包括输入基础设计规范、提取现有跟踪剪切机主机零部件的结构特征参数建模、输入驱动参数进行参数化设计、预览参数化设计结果、输出跟踪剪切机主机零部件的三维模型、二维图纸和BOM表等步骤，所述设计系统包括系统设置模块、设计输入模块、设计预览模块、设计输出模块和数据和用户管理模块；本公开所述方法及系统可有效解决传统跟踪剪切机主机设计繁琐和设计周期长问题，显著提升了设计效率，且设计自由度大，自动化程度高，具有明显的应用价值。

Description

一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法及系统

技术领域

本公开涉及金属板材成型装备技术领域，特别涉及一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

跟踪剪切机是一种金属板材成型领域的重要装备，主要用于在保证设备整线在不停机的情况下快速精准切断金属板材，并为后续成型工序做准备。近年来，随着钢板成形件以及钢结构焊接构件等使用量的逐渐增大，跟踪剪切机的需求也逐渐增大，促进了跟踪剪切机设计与制造技术的快速发展。但是，由于跟踪剪切机专业性较强，涉及的知识领域较广，设计过程极易出现结构不合理等情况。

本公开发明人发现，在跟踪剪切机主机的设计方面，目前多数企业都是使用AutoCAD、CAXA等通用CAD软件手工绘制二维图，但传统的二维CAD设计方法往往无法直观的表达出各装配体之间的信息；而大型三维CAD软件虽然三维功能强大，但存在专用性低等问题，迫使设计者在设计同类型产品时需要进行大量的重复操作，严重影响设计效率和质量。

参数化设计方法相较传统设计方法具有高效、自动化程度高、可集成等一系列优点，已经成为结构设计、外形设计等领域的主流方法。如能实现跟踪剪切机主机零部件的参数化设计，将大大提高设计效率，缩短设备开发时间，但目前国内外关于跟踪剪切机主机的参数化设计系统及方法的研究尚不多见。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法及系统，能够实现跟踪剪切机主机零部件的参数化快速设计，输出三维模型进行浏览和修改，并最终输出二维图纸指导实际加工，提高了跟踪剪切机主机零部件的设计开发效率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法。

一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法，包括以下步骤：

预设跟踪剪切机主机零部件的基础设计规范，至少包括材料库、二维图纸图框和标准CAD映射文件；

根据提取的现有跟踪剪切机主机零部件的结构特征参数，分别建立主机零部件的三维参数化模型；

预设跟踪剪切机剪板的宽度和厚度作为驱动参数，确定驱动原则，区分跟踪剪切机主机零部件随板材宽度和厚度变化的主动参数和从动参数，建立主动参数和从动参数的变化准则；

对剪板宽度和厚度驱动的跟踪剪切机主机零部件进行参数化设计，得到新的跟踪剪切机主机零部件三维模型，输出参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件数据。

作为可能的一些实现方式，建立跟踪剪切机主机零部件三维参数化模型的软件为SolidWorks。

作为可能的一些实现方式，跟踪剪切机主机零部件参数化设计板宽驱动参数的范围为1000mm～2450mm，板厚驱动参数的范围为8mm～25mm。

作为可能的一些实现方式，板宽驱动原则为按照板宽1250mm、1450mm、 1650mm、1850mm、2050mm、2250mm、2450mm八个板宽范围进行驱动设计，其他板宽尺寸按其分布区间，向上取大值设计输出。

作为可能的一些实现方式，跟踪剪切机主机零部件数据为SolidWorks文件格式的三维模型数据、AutoCAD文件格式的二维图纸数据和BOM表。

本公开第二方面提供了一种跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

一种跟踪剪切机主机的参数化设计系统，包括系统设置模块、设计输入模块、设计预览模块、设计输出模块、数据和用户管理模块，其中：

系统设置模块，包括设计规范输入单元、密码修改单元和退出程序单元，被配置为：进行跟踪剪切机主机零部件材料库、图框、CAD映射文件的写入和用户修改密码；

设计输入模块，包括板宽输入单元、板厚输入单元和参数化驱动设计单元，被配置为：进行所要设计跟踪剪切机的剪版参数输入，并进行主机零部件的参数化设计；

设计预览模块，包括零部件三维模型预览单元和装配体三维模型单元，被配置为：进行参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件和装配体的预览；

设计输出模块包括三维模型输出单元、CAD输出单元和BOM输出单元，被配置为：进行参数化设计后的跟踪剪切主机零部件三维模型、二维CAD图纸以及BOM表的输出；

数据和用户管理模块，包括图纸数据管理单元和用户数据管理单元，被配置为：进行设计输出的图纸数据文件管理和用户数据管理。

作为可能的一些实现方式，所述系统搭载有三维设计软件，能够根据需要调用三维设计软件进行三维参数化模型的构建和优化。

作为可能的一些实现方式，跟踪剪切机主机零部件参数化设计板宽驱动参数的范围为1000mm～2450mm，板厚驱动参数的范围为8mm～25mm。

作为可能的一些实现方式，板宽驱动原则为按照板宽1250mm、1450mm、 1650mm、1850mm、2050mm、2250mm、2450mm八个板宽范围进行驱动设计，其他板宽尺寸按其分布区间，向上取大值设计输出。

作为可能的一些实现方式，跟踪剪切机主机零部件数据为SolidWorks文件格式的三维模型数据、AutoCAD文件格式的二维图纸数据和BOM表。

本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法中的步骤；

本公开第四方面提供了一种介质，包括本公开第二方面所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

本公开第五方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法中的步骤；

本公开第六方面提供了一种电子设备，包括本公开第二方面所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

与现有技术相比，本公开提供的跟踪剪切机主机参数化设计方法及系统，集成了三维设计和二维输出的功能，用户直接输入剪板的宽度和厚度这一驱动参数，就可以实现跟踪剪切机主机零部件的快速、精确的三维参数化设计，并输出最终的三维模型和定制的二维图纸，易于实施，方法可靠，有效解决了传统跟踪剪切机主机设计繁琐、设计周期长等问题，显著提升了设计效率，且设计自由度大，自动化程度高，具有明显的实用价值。

附图说明

图1为本公开实施例1提供的一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法的流程示意图。

图2为本公开实施例2提供的一种跟踪剪切机主机的参数化设计系统的结构示意图。

图3为本公开实施例1提供的跟踪剪切机主机参数化设计系统的设计输入工作界面图。

图4为本公开实施例1提供的跟踪剪切机主机参数化设计系统的设计输出工作界面图。

图5为本公开实施例1提供的跟踪剪切机主机参数化设计系统的数据管理工作界面图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1所示，本公开实施例1提供了一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法，具体步骤为：

步骤1：所述跟踪剪切机主机参数化设计系统启动后，设计人员输入企业跟踪剪切机主机零部件的材料库、二维图纸图框、标准CAD映射文件的等基础设计规范。

步骤2：跟踪剪切机参数化设计系统提取现有跟踪剪切机主机零部件的结构特征参数，分别建立主机零部件的三维参数化模型。

步骤3：设计人员预设跟踪剪切机主机参数化设计的驱动参数，本系统参数化设计的驱动参数为跟踪剪切机剪板的宽度和厚度，其中板宽参数的范围为 1000mm～2450mm之间，板厚驱动参数的范围为8mm～25mm之间。

步骤4：跟踪剪切机主机参数化设计系统根据确定的驱动原则，特别的，根据实际产品的使用要求，板宽驱动原则为按照板宽1250mm、1450mm、1650mm、 1850mm、2050mm、2250mm、2450mm等8个板宽范围进行驱动设计，其他板宽尺寸按其分布区间，向上取大值设计输出；

系统根据驱动原则区分跟踪剪切机主机零部件随板材宽度和厚度变化的主动参数和从动参数，建立主动参数和从动参数的变化准则；

同时注意与板宽相关的尺寸调整过程中要注意开孔数、加强筋，油缸、螺纹孔等的重新排布。

步骤5：系统对剪板宽度和厚度驱动的跟踪剪切机主机零部件进行参数化设计，准确、快速的得到新的跟踪剪切机主机零部件三维模型。

步骤6：输出参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件的三维模型、二维图纸和BOM表等数据，跟踪剪切机主机的参数化设计过程完成。

本实施例所用高级编程语言为C#。

本实施例的参数化设计过程如图3-5所示：图3为本发明跟踪剪切机主机参数化设计系统的设计输入工作界面图，设计人员在此输入驱动参数板宽和板厚的数值；图4为本发明跟踪剪切机主机参数化设计系统的设计输出工作界面图，设计人员在此预览设计生成二维图纸和三维模型；图5为本发明跟踪剪切机主机参数化设计系统的数据管理工作界面图，设计人员在此进行三维模型、二维图表、 BOM表的相关信息编辑。

本实施例以板宽1850mm和板厚10mm进行跟踪剪切主机参数化设计，通过具体设计实施，可以发现采用本发明提供的跟踪剪切机主机参数化设计系统及方法可以实现跟踪剪切机主机零部件的快速精确参数化设计，设计效率和自动化程度明显提高。

实施例2：

如图2所示，本公开实施例2提供了一种跟踪剪切机主机的参数化设计系统，包括系统设置模块、设计输入模块、设计预览模块、设计输出模块、数据和用户管理模块；其中：

系统设置模块包括设计规范输入单元、密码修改单元和退出程序单元，主要功能为进行跟踪剪切机主机零部件材料库、图框、CAD映射文件的写入和用户修改密码等；

设计输入模块包括板宽输入单元、板厚输入单元和参数化驱动设计单元，主要功能为进行所要设计跟踪剪切机的剪版参数输入，并据此进行主机零部件的参数化设计；

设计预览模块包括零部件三维模型预览单元和装配体三维模型单元，主要功能为进行参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件和装配体的预览；

输出模块包括三维模型输出单元、CAD输出单元和BOM输出单元，主要功能为进行参数化设计后的跟踪剪切主机零部件三维模型、二维CAD图纸以及 BOM表等的输出；

数据和用户管理模块包括图纸数据管理单元和用户数据管理单元，主要功能为进行设计输出的图纸数据文件管理和新建用户、修改用户等的用户数据管理。

本实施例所述的系统支持的三维设计软件为SolidWorks，二维设计软件为AutoCAD，也可以是其他三维设计软件和二维设计软件，这里不再赘述。

所述系统启动时，登录管理员账户，为设计人员创建新的工作用户账号和密码；设计人员使用创建的账号和密码登录系统，在系统设置模块输入本次设计的零件库、图框和CAD映射文件设置；

然后在设计输入模块输入本次设计的驱动参数板宽和板厚数值，点击参数化驱动；

参数化驱动完成后，设计人员进入设计预览模块，预览参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件三维模型和装配体模型，并对主要结构进行修改和确认；

完成后，进入设计输出模块，设置三维模型、二维图纸以及BOM表等文件的输出位置，点击输出；

最后进入数据和用户管理模块，进行三维模型、二维图表、BOM表的编辑，如需对相关数据进行进一步的细节维护，可打开相关软件对模型和图表做进一步的修正和完善。

实施例3:

本公开实施例3提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法中的步骤。

实施例4：

本公开实施例4提供了一种介质，包括本公开实施例2所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

实施例5：

本公开实施例5提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法中的步骤。

实施例6：

本公开实施例6提供了一种电子设备，包括本公开实施例2所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种跟踪剪切机主机的参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

预设跟踪剪切机主机零部件的基础设计规范，至少包括材料库、二维图纸图框和标准CAD映射文件；

根据提取的现有跟踪剪切机主机零部件的结构特征参数，分别建立主机零部件的三维参数化模型；

预设跟踪剪切机剪板的宽度和厚度作为驱动参数，确定驱动原则，区分跟踪剪切机主机零部件随板材宽度和厚度变化的主动参数和从动参数，建立主动参数和从动参数的变化准则；与板宽相关的尺寸调整过程中，重新排布开孔数、加强筋、油缸和螺纹孔；

对剪板宽度和厚度驱动的跟踪剪切机主机零部件进行参数化设计，得到新的跟踪剪切机主机零部件三维模型，输出参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件数据；跟踪剪切机主机零部件数据为SolidWorks文件格式的三维模型数据、AutoCAD文件格式的二维图纸数据和BOM表。

2.如权利要求1所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法，其特征在于，建立跟踪剪切机主机零部件三维参数化模型的软件为SolidWorks。

3.如权利要求1所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法，其特征在于，跟踪剪切机主机零部件参数化设计板宽驱动参数的范围为1000mm～2450mm，板厚驱动参数的范围为8mm～25mm。

4.如权利要求1所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法，其特征在于，板宽驱动原则为按照板宽1250mm、1450mm、1650mm、1850mm、2050mm、2250mm、2450mm八个板宽范围进行驱动设计，其他板宽尺寸按其分布区间，向上取大值设计输出。

5.一种跟踪剪切机主机的参数化设计系统，其特征在于，包括系统设置模块、设计输入模块、设计预览模块、设计输出模块、数据和用户管理模块，其中：

系统设置模块，包括设计规范输入单元、密码修改单元和退出程序单元，被配置为：进行跟踪剪切机主机零部件材料库、图框、CAD映射文件的写入和用户修改密码；预设跟踪剪切机主机零部件的基础设计规范，至少包括材料库、二维图纸图框和标准CAD映射文件；根据提取的现有跟踪剪切机主机零部件的结构特征参数，分别建立主机零部件的三维参数化模型；预设跟踪剪切机剪板的宽度和厚度作为驱动参数，确定驱动原则，区分跟踪剪切机主机零部件随板材宽度和厚度变化的主动参数和从动参数，建立主动参数和从动参数的变化准则；与板宽相关的尺寸调整过程中，重新排布开孔数、加强筋、油缸和螺纹孔；对剪板宽度和厚度驱动的跟踪剪切机主机零部件进行参数化设计，得到新的跟踪剪切机主机零部件三维模型，输出参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件数据；跟踪剪切机主机零部件数据为SolidWorks文件格式的三维模型数据、AutoCAD文件格式的二维图纸数据和BOM表；

设计输入模块，包括板宽输入单元、板厚输入单元和参数化驱动设计单元，被配置为：进行所要设计跟踪剪切机的剪版参数输入，并进行主机零部件的参数化设计；

设计预览模块，包括零部件三维模型预览单元和装配体三维模型单元，被配置为：进行参数化设计后的跟踪剪切机主机零部件和装配体的预览；

设计输出模块包括三维模型输出单元、CAD输出单元和BOM输出单元，被配置为：进行参数化设计后的跟踪剪切主机零部件三维模型、二维CAD图纸以及BOM表的输出；

数据和用户管理模块，包括图纸数据管理单元和用户数据管理单元，被配置为：进行设计输出的图纸数据文件管理和用户数据管理。

6.如权利要求5所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统，其特征在于，所述系统搭载有三维设计软件，能够根据需要调用三维设计软件进行三维参数化模型的构建和优化。

7.如权利要求5所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统，其特征在于，跟踪剪切机主机零部件参数化设计板宽驱动参数的范围为1000mm～2450mm，板厚驱动参数的范围为8mm～25mm；

或者，板宽驱动原则为按照板宽1250mm、1450mm、1650mm、1850mm、2050mm、2250mm、2450mm八个板宽范围进行驱动设计，其他板宽尺寸按其分布区间，向上取大值设计输出；

或者，跟踪剪切机主机零部件数据为SolidWorks文件格式的三维模型数据、AutoCAD文件格式的二维图纸数据和BOM表。

8.一种介质，其特征在于，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法中的步骤；

或者，

包括权利要求5-7任一项所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的跟踪剪切机主机的参数化设计方法中的步骤；

或者，

包括权利要求5-7任一项所述的跟踪剪切机主机的参数化设计系统。

Images