CN111814219B - 连铸机拉矫机的参数化设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸机拉矫机的参数化设计方法及系统，其中，该方法包括：建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机。本发明可以提高设计效率和设计质量。
Description
技术领域
本发明涉及冶金设备领域，特别涉及一种连铸机拉矫机的参数化设计方法及系统。
背景技术
拉矫机是冶金行业连铸机的重要核心设备之一，图1为拉矫机的结构示意图，如图1所示，拉矫机主要包括：液压缸01、减速器02、上框架03、活动框架装配04、下框架05、驱动辊装配06、自由辊装配07、齿轮装配08、托板09和底板10等组成部件。
连铸机浇注铸坯时，拉矫机将弧形铸坯连续拉出并矫直；送引锭时辊子反转将引锭杆向上送入结晶器。图2为拉矫机作业时布置的示意图，如图2所示，每流布置多架拉矫机，分别位于铸机半径弧上、矫直区和水平区。
目前，国内部分企业以传统AtuoCAD等二维软件为设计平台，在设计拉矫机时存在不直观、效率低等诸多局限性。部分使用三维软件进行设计，但仍停留在单纯建模的水平，在连铸机浇注铸坯时需要布置多架拉矫机，对于不同结构尺寸的拉矫机，需要进行多次建模和设计，导致重复性的工作较多，效率低下。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供一种连铸机拉矫机的参数化设计方法，用于提高连铸机拉矫机的设计效率和质量，包括：
建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；
根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；
根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；
根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；
根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；
根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机。
本发明实施例提供一种连铸机拉矫机的参数化设计系统，用于提高连铸机拉矫机的设计效率和质量，包括：
草图模型建立模块，用于建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；
辊结构创建模块，用于根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；
组成部件创建模块，用于根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；
拉矫机创建模块，用于根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机。
本发明实施例提供了一种计算机设备，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计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述连铸机拉矫机的参数化设计方法。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述连铸机拉矫机的参数化设计方法的计算机程序。
本发明实施例通过建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机，本发明可以将拉矫机的草图模型、辊结构的草图模型中的参数，以及用户输入的参数向拉矫机的各个组成部件的各个零件进行传递，驱动创建拉矫机，在需要创建新的拉矫机时只需修改部分输入参数，提高了设计效率和设计质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中拉矫机的结构示意图；
图2为本发明实施例中拉矫机作业时布置的示意图；
图3为本发明实施例中拉矫机结构的树状示意图；
图4为本发明实施例中驱动辊结构的示意图；
图5为本发明实施例中连铸机拉矫机的参数化设计方法流程的示意图；
图6为本发明实施例中拉矫机中多个部件参数传递示意图；
图7为本发明实施例中连铸机参数表的示意图；
图8为本发明实施例中减速器参数表的示意图；
图9为本发明实施例中表达式传递示意图；
图10为本发明实施例中批量传递示意图；
图11为本发明实施例中驱动辊装配参数表的示意图；
图12为本发明实施例中轴承内径取值表的示意图；
图13为本发明实施例中拉矫机总体布局参数表的示意图；
图14为本发明实施例中液压缸参数表的示意图；
图15为本发明实施例中液压缸参数表取值表的示意图；
图16为本发明实施例中活动框架多实体模型的示意图；
图17为本发明实施例中拉矫机装配参数表的示意图；
图18为本发明实施例中辊结构仿真界面的示意图；
图19为本发明实施例中查询界面的示意图；
图20为本发明实施例中连铸机拉矫机的参数化设计系统结构的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在介绍本发明实施例之前，首先介绍连铸机拉矫机的结构特点和本发明的原理和精神。
图3为本发明实施例中连铸机拉矫机结构的树状示意图，如图3所示，拉矫机主要包括：液压缸、减速器、上框架、活动框架装配、下框架、驱动辊装配、自由辊装配、齿轮装配、托板和底板等主要组成部件，以及电机、齿条、连杆装配、连接标准件等组成部件。图4为本发明实施例中驱动辊装配结构组成的示意图，如图4所示，驱动辊装配主要包括：驱动辊061、轴承座062、轴承063、透盖064、挡圈065、轴套066、键067、旋转接头068、圆螺母069、水套0610和连接标准件0611等。自由辊装配结构同驱动辊装配类似，仅轴端结构不同。齿轮装配主要包括齿轮、齿轮轴、轴座、轴套、垫片、挡板和连接标准件等；活动框架装配主要包括活动框架、驱动侧导向板、活动侧导向板、缸轴、挡板、轴套和连接标准件等。
拉矫机上侧布置驱动辊，通过电机减速器驱动辊子旋转。下侧布置无驱动的自由辊。上下辊间的间隙称为开口度，铸坯或引锭杆从自由辊的上辊面通过。液压缸活塞杆垂直朝下安装在上框架上，上框架与下框架通过螺栓连接件固定。液压缸杆端与活动框架通过缸轴固定连接，当活塞杆伸出时，通过活动框架带动上侧驱动辊向下移动压住铸坯或引锭杆。液压缸上配置位移传感器，可以远程自动控制实现轻压下。下框架提供底座支撑作用，其上安装有导向板，与滑板配合导向使活动框架仅能竖直移动。齿条安装在下框架上，齿轮安装在活动框架上。齿轮与齿条啮合垂直移动，起到辅助导向的作用。连杆一端固定于活动框架上，另一端与减速器的防扭板连接，固定防止减速器扭转。电机减速器随活动框架一起上下移动。
由于拉矫机结构比较复杂，其内包含如驱动辊装配的部件、自由辊装配与驱动辊装配结构类同，如下框架的多实体零件、如多种规格的螺栓轴承等连接标准件、如液压缸的定制非标件、如齿条和轴承座的加工件、如减速器的外购件等多种属性和构成的零部件，各个部件的参数要求各不相同，部件之间关系紧密互相影响。现有的拉矫机设计方法对于不同结构尺寸的拉矫机，需要进行多次建模和设计，导致重复性的工作较多，效率低下。发明人发现了上述技术问题，提出了一种连铸机拉矫机参数化设计方法，使用含有草图的零件进行布局推算，将布局中的参数传递至相关零部件驱动建模，进行零部件之间的关联，创建人机界面表单，实现输入参数自动完成设计。下面对本发明实施例提供的连铸机引锭杆的参数化设计方法进行详细介绍。
图5为本发明实施例中连铸机拉矫机的参数化设计方法流程的示意图，如图5所示，该方法包括：
步骤501：建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；
步骤502：根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；
步骤503：根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；
步骤504：根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；
步骤505：根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；
步骤506：根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机。
如图5所示，本发明实施例通过：建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机，本发明可以将拉矫机的草图模型、辊结构的草图模型中的参数，以及用户输入的参数向拉矫机的各个组成部件的各个零件进行传递，驱动创建拉矫机，在需要创建新的拉矫机时只需修改部分输入参数，提高了设计效率和设计质量。
具体实施时，图6为本发明实施例中拉矫机中多个部件参数传递示意图，如图6所示，步骤501中，可以首先建立“辊装配布局”和“拉矫机总体布局”文件，将拉矫机的草图模型绘制在“拉矫机总体布局”文件中，将辊结构的草图模型绘制在“辊装配布局”中。
在一个实施例中，步骤502可以包括：将用户输入的连铸机的铸坯宽和圆坯直径、以及减速器参数传递至辊结构的草图模型，确定辊径、辊长、轴承内径、轴承间距和减速器定位。
具体实施时，步骤502中，用户输入的连铸机参数可以是拉矫机装配文件中的自定义用户参数，图7为本发明实施例中连铸机参数表的示意图，如图7所示，连铸机参数可以是铸坯规格信息，包括铸坯宽和圆坯直径等，如图6所示，可以将连铸机参数通过人机界面利用表达式传递的方式传递给“辊装配布局”，同时将减速器的主要参数通过链接传递的方式传递给“辊装配布局”，用以驱动绘制辊结构的草图模型，得到符合需求的辊结构的草图模型，并确定辊结构中需要传递的参数，即辊结构的目标参数，包括：辊径、辊长、轴承内径、轴承间距和减速器定位等，然后将辊结构的目标参数批量传递至“驱动辊装配”文件中，“驱动辊装配”文件组装驱动辊。
由于拉矫机的减速器属于非标外购件，各个供应商产品虽结构类似，但尺寸不完全相同。因此，减速器的主要参数可以通过表单输入，图8为本发明实施例中减速器参数表的示意图，如图8所示，可以同时附上相近项目减速器的参考尺寸图，输入尺寸参数值后保存更新模型，减速器设定结束，其中键槽结构可以通过程序规则依据机械标准GB/T1095计算，然后将这些参数结果归入表单中为只读状态，这类有明确标准的参数均可以固化到程序中自动计算，减轻设计人员工作量，提高效率和准确率。
其中，上述表达式传递可以是在程序规则中编写等式进行参数传递，例如将用户输入的连铸机参数值传递赋值给“辊装配布局”的对应的参数中，以等式表达式计算关联，可以实现同级、上下级零部件之间的参数传递，图9为本发明实施例中表达式传递示意图，如图9所示，通过比较最大铸坯宽和圆坯直径，将两者最大值作为辊长的设计依据。链接传递例如可以首先在减速器fx表中将需要关联的参数列为“导出”，然后在“辊装配布局”文件的fx表中添加减速器链接，选中预关联的参数将它们导入，再用表达式规则或fx等进行关联。批量传递可以是一种应用iLogic和VBA编写的程序规则，图10为本发明实施例中批量传递示意图，如图10所示，可以将“辊装配布局”中的辊结构的目标参数传递至“驱动辊装配”中的各个组成部件及每个组成部件内的各级零件中对应的参数中，实现大批量多层级的参数更新传递。还可以通过其他方式进行数据传递，本发明实施例不以此为限定。
在一个实施例中，在需要调整拉矫机的部分零件参数时，手动输入对应的参数值，创建新的拉矫机。
具体实施时，图11为本发明实施例中驱动辊装配参数表的示意图，如图11所示，包括自动模式和手动模式，自动模式下不用设置，手动模式时可以单独定义辊径、辊长、轴径、轴承间距和减速器定位。可以结合图7的连铸机参数表，对于是否有圆坯控制参数只读性，然后通过最大铸坯宽和圆坯最大直径推导计算圆坯辊槽结构、辊长推荐值。
由于辊子的轴承内径随着铸坯规格变化而变化，影响轴承座和透盖等辊结构中零件和标准件的变化。可以根据辊长和辊长范围读取Excel对应的轴承内径，图12为本发明实施例中轴承内径取值表的示意图，如图12所示，“170”、“180”为轴承内径，单位为mm，可以根据输入条件，按第1列中的辊径值和第1行的辊长值交叉读取需要的轴承内径。采用读取Excel表的方式，是为了以后系统维护升级使用方便，只需要修订表格即可，而不需要再修改程序，直观易于理解，降低使用者的操作难度。
在一个实施例中，在步骤503之前，需要建立辊结构的各个零件参数之间的关联关系，可以包括：轴承内径与轴承座、透盖、挡板、轴套、以及其他连接件尺寸规格的关联关系。
具体实施时，在轴承内径不同时，辊结构中所用的轴承、圆螺母和螺栓等连接标准件的规格也不相同。例如当轴承内径为170mm时，轴承、圆螺母、圆螺母垫圈、螺栓等是一种对应规格，当轴承内径180mm时，这些标准件是另一种对应规格。可以首先将所有使用到的连接标准件放置并约束定位，然后根据不同情况创建类似“轴径170mm时”不同名称的文件夹，再将对应情况的连接件归入相应的文件夹内进行分组。当获取参数为170mm，“轴径170时”文件夹内所有零件处于激活状态，而“轴径180时”文件夹内所有零件处于抑制状态，不参与建模，从而实现标准件的区分控制。以上控制文件夹的方式，方便控制分类操作，简化了模型浏览器，对于连接件种类和规格较多的情况更加适用。
在一个实施里中，步骤503可以包括：将驱动辊的各个零件进行组装；基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，调整驱动辊的各个零件参数，创建驱动辊。
具体实施时，步骤503中，如图6所示，“驱动辊装配”中包括驱动辊的各个零件，可以首先将驱动辊的各个零件进行组装，然后基于前述建立的辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，将“辊装配布局”中辊结构的目标参数批量传递给“驱动辊装配”中驱动辊、挡圈、轴承座、透盖、定距环等所有零部件中，调整驱动辊的各个零件参数，创建驱动辊。
在一个实施例中，步骤503还可以包括：将自由辊的各个零件进行组装；根据调整后的驱动辊的各个零件参数，调整自由辊的各个零件参数，创建自由辊。
具体实施时，可以创建“自由辊装配”，“自由辊装配”包括自由辊的各个零件，可以首先将自由辊的各个零件进行组装，由于自由辊与驱动辊结构大部分相同，仅驱动侧轴伸结构不同，可以以前述创建完成的驱动辊的各个零件参数调整自由辊的各个零件参数，即以驱动辊为基础衍生自由辊，通过批量传递继承驱动辊的结构、草图和参数，也可以在其基础上修改结构，通过衍生生成的自由辊，当驱动辊结构变化时，自由辊将自动关联变化。
在一个实施例中，步骤504可以包括：将辊结构的目标参数传递至拉矫机的草图模型，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数。
具体实施时，步骤504中，可以通过链接传递的方法将“辊装配布局”中的辊结构的目标参数传递至“拉矫机总体布局”中，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数，“拉矫机总体布局”通过各种传递方式统一控制驱动除辊结构之外的多个组成部件建模，而实现布局驱动零部件自顶向下的设计建模。
在一个实施例中，步骤505可以包括：
将齿条、上框架以及下框架的各个零件进行组装；
基于齿条的各个零件参数与齿条的目标参数的关联关系，以及齿条的各个零件参数之间的关联关系，调整齿条的各个零件参数，创建齿条；
基于下框架的各个零件参数与下框架的目标参数的关联关系，以及下框架的各个零件参数之间的关联关系，以及调整后的齿条的各个零件参数，调整下框架的各个零件参数，创建下框架；
基于上框架的各个零件参数与上框架的目标参数的关联关系，以及上框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，调整上框架的各个零件参数，创建上框架；其中，液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的。
在一个实施例中，步骤505还可以包括：
建立活动框架、连杆以及齿轮的多实体模型；
基于连杆的各个零件参数与连杆的目标参数的关联关系，以及连杆的各个零件参数之间的关联关系，在连杆的多实体模型中创建连杆的各个零件；根据连杆的各个零件，创建连杆；
基于齿轮的各个零件参数与齿轮的目标参数的关联关系，以及齿轮的各个零件参数之间的关联关系，在齿轮的多实体模型中创建连杆或齿轮的各个零件；根据齿轮的各个零件，创建齿轮；
基于活动框架的各个零件参数与活动框架的目标参数的关联关系，以及活动框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，在活动框架的多实体模型中创建活动框架的各个零件；其中，液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的；根据活动框架的各个零件，创建活动框架。
具体实施时，步骤505中，“拉矫机总体布局”通过批量传递方式将除辊结构之外的多个组成部件的目标参数传递至多个组成部件的各个零件参数中，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，可以包括齿条、上框架、下框架、活动框架、连杆以及齿轮，具体创建方法与前述“驱动辊装配”创建驱动辊的步骤类似，此处不再一一赘述。如图13所示，可以创建拉矫机总体布局参数表，其中立柱箱体和底板中心距可以自定义修改，其它相关参数均为自动计算。受结构限制，为避免结构干涉碰撞，可以计算底板前后中心距最大最小推荐值，创建自定义表单，设置显示手动自动切换键、最大和最小允许值、自定义输入窗口。当手动输入数值超出许可范围时，将弹出对话框提示，并用许可值替换。类似的方法还可以应用在下框架、辊装配等零部件中，可以提高设计质量，减轻设计者的工作量。
需要说明的是，如图6所示，在创建下框架时，除了需要下框架的目标参数之外，还需要齿条的目标参数，可以通过表达式传递的方法进行参数传递。在创建上框架时，除了需要上框架的目标参数之外，还需要液压缸参数，可以通过链接传递的方式进行液压缸参数的传递。
拉矫机中液压缸属于非标定制件，不同供应商均可以按订货图制造供货。因此，液压缸结构采用全自动的参数化设计方法。同时，为了避免特殊定制需要修改尺寸的情况，又避免使用者修改复杂的程序规则，采用读取Excel的方式。图14为本发明实施例中液压缸参数表的示意图，如图14所示，自动模式下，所有数值均为只读格式，缸径C1、法兰厚C9和行程等结构尺寸均为自动读取，C13、C14和C15这类随相关尺寸参数变化而变化的数值可以自动计算所得。液压缸所有结构尺寸均根据缸径和行程的变化而变化。图15为本发明实施例中液压缸参数表取值表的示意图，如图15所示，在读取Excel时，根据输入值查询第1列对应值，再读取对应行中多个液压缸数值传递给相关部件，当需要选择不同缸径液压缸时，可以点击图14中的“缸径自定义”按钮切换为手动后选择新的缸径。通过上述设置，可以自动选择液压缸，也可以手动选择液压缸。
需要说明的是，如图6所示，活动框架、连杆以及齿轮可以通过多实体生成的方法创建，多实体生成零部件不止传递参数，还包括实体模型，适合于结构复杂关系紧密的部件设计。图16为本发明实施例中活动框架多实体模型的示意图，如图16所示，活动框架多实体模型内含有多个实体，将活动框架、缸轴、挡板、固定滑板、导向滑板、驱动侧导向板、非驱动侧导向板、导向侧板等相关零件一起建模。可以将实体生成不同的零件和部件，也可以重新命名。这些零部件受原多实体零件控制具有关联性。采用多实体建模，只需要通过布局控制多实体零件即可，而不再需要控制其下游的零件。连杆与齿轮的多实体模型原理与活动框架多实体模型类似，此处不再赘述，需要说明的是，在创建活动框架时，除了需要活动框架的目标参数之外，还需要液压缸参数，可以通过链接传递的方式进行液压缸参数的传递。
具体实施时，步骤505中，可以创建“拉矫机装配”文件，“拉矫机装配”是整个参数化设计系统的最顶层文件，控制全局，可以包括：“拉矫机总体布局”、“驱动辊装配”、“自由装配”、齿条、上框架、下框架、活动框架、连杆、齿轮、液压缸、减速器等前述已创建好的各个部件，将这些部件进行组装，借用拉矫机总体布局的坐标系和参考面等进行组装定位。此外，在此文件还可以实现内部结构计算、自动打开表单、大小判断、条件判断、抑制按钮、手动自动切换、运行规则、更新保存、表达式传递、标准件规格控制、详细等级切换、提示、重量统计等功能。如图17所示，还可以创建拉矫机装配参数表，用于统管控制拉矫机的参数化设计流程。
在一个实施例中，该方法还包括：
建立辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系；
根据辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系，进行辊结构的仿真计算。
具体实施时，分析辊子前，需要将模型简化，去除螺纹孔、沟槽、倒角等细节特征。将辊结构的目标参数与指定的参数相关联，再编写规则程序规则，分析时快速抑制指定特征。建立辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系，创建仿真分析参数表，设定仿真分析切换选项，嵌入特征控制规则。图18为本发明实施例中辊结构仿真界面的示意图；如图18所示，可以选择“开始仿真”并点击“应用”，模型自动简化，设置载荷后继续运行仿真分析。通过以上设置可以实现设计建模与仿真分析无缝衔接，不但继承了零件结构，加载位置和范围等约束条件也随零件参数变化而变化，可以快速简化模型，可以在表单内修改载荷值，不用再进行繁琐操作，降低了操作者有限元分析的入门难度，提高了设计效率。
在一个实施例中，该方法还包括：
查询拉矫机中各个组成部件的各个零件参数。
具体实施时，可以将拉矫机各级零部件中的输入参数和重要结果参数统计到查阅界面，实现一键查阅，图19为本发明实施例中查询界面的示意图，如图19所示，可以方便快捷地查阅输入条件和设计结果，内含铸机方圆坯的规格、辊径、轴承、底板距离、设备外形等信息，提高设计效率。
下面举一个具体的例子，以便于理解本发明如何实施。
首先将铸坯规格信息通过人机界面利用表达式传递的方式传递给“辊装配布局”和液压缸去驱动绘图建模，同时将减速器的主要参数通过链接传递的方式传递给“辊装配布局”。
“辊装配布局”获得以上参数后自动绘制更改草图，确定辊结构的目标参数，然后将辊结构的目标参数通过批量传递的方式传递给“拉矫机总体布局”、“驱动辊装配”、“自由辊装配”部件文件及其下游的零部件中，“驱动辊装配”基于基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊。“自由辊装配”基于“驱动辊装配”创建自由辊。
“拉矫机总体布局”根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数，通过批量传递方式统一控制驱动辊结构之外的多个组成部件建模，包括：齿条、上框架、下框架、活动框架、连杆、齿轮、液压缸、减速器等。
“拉矫机装配”将前述已创建好的部件进行组装，创建拉矫机。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种连铸机拉矫机的参数化设计系统，如下面的实施例。由于系统解决问题的原理与方法相似，因此系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
为了提高铸机拉矫机的设计效率和质量，本发明实施例提供一种连铸机拉矫机的参数化设计系统，图20为本发明实施例中连铸机拉矫机的参数化设计系统结构的示意图，如图20所示，该系统包括：
草图模型建立模块2001，用于建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；
辊结构创建模块2002，用于根据辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；
组成部件创建模块2003，用于根据拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；
拉矫机创建模块2004，用于根据驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机。
在一个实施例中，辊结构创建模块2002具体用于：将用户输入的连铸机的铸坯宽和圆坯直径、以及减速器参数传递至辊结构的草图模型，确定辊径、辊长、轴承内径、轴承间距和减速器定位。
在一个实施例中，上述辊结构的各个零件参数之间的关联关系，包括：轴承内径与轴承座、透盖、挡板、轴套、以及其他连接件尺寸规格的关联关系。
在一个实施例中，辊结构创建模块2002具体用于：将驱动辊的各个零件进行组装；基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，调整驱动辊的各个零件参数，创建驱动辊。
在一个实施例中，辊结构创建模块2002进一步用于：将自由辊的各个零件进行组装；根据调整后的驱动辊的各个零件参数，调整自由辊的各个零件参数，创建自由辊。
在一个实施例中，组成部件创建模块2003具体用于：
将齿条、上框架以及下框架的各个零件进行组装；
基于齿条的各个零件参数与齿条的目标参数的关联关系，以及齿条的各个零件参数之间的关联关系，调整齿条的各个零件参数，创建齿条；
基于下框架的各个零件参数与下框架的目标参数的关联关系，以及下框架的各个零件参数之间的关联关系，以及调整后的齿条的各个零件参数，调整下框架的各个零件参数，创建下框架；
基于上框架的各个零件参数与上框架的目标参数的关联关系，以及上框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，调整上框架的各个零件参数，创建上框架；其中，液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的。
在一个实施例中，组成部件创建模块2003具体用于：
建立活动框架、连杆以及齿轮的多实体模型；
基于连杆的各个零件参数与连杆的目标参数的关联关系，以及连杆的各个零件参数之间的关联关系，在连杆的多实体模型中创建连杆的各个零件；根据连杆的各个零件，创建连杆；
基于齿轮的各个零件参数与齿轮的目标参数的关联关系，以及齿轮的各个零件参数之间的关联关系，在齿轮的多实体模型中创建连杆或齿轮的各个零件；根据齿轮的各个零件，创建齿轮；
基于活动框架的各个零件参数与活动框架的目标参数的关联关系，以及活动框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，在活动框架的多实体模型中创建活动框架的各个零件；其中，液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的；根据活动框架的各个零件，创建活动框架。
在一个实施例中，该系统还包括：手动输入模块2005，用于：在需要调整拉矫机的部分零件参数时，手动输入对应的参数值，创建新的拉矫机。
在一个实施例中，该系统还包括：仿真模块2006，用于：建立辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系；根据辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系，进行辊结构的仿真计算。
在一个实施例中，该系统还包括：查询模块2006，用于：查询拉矫机中各个组成部件的各个零件参数。
本发明实施例提供了一种计算机设备，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计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述连铸机拉矫机的参数化设计方法。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有执行上述连铸机拉矫机的参数化设计方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例提供的连铸机拉矫机的参数化设计方法及系统具有如下优点：
(1)可以将拉矫机的草图模型、辊结构的草图模型中的参数，以及用户输入的参数向拉矫机的各个组成部件的各个零件进行传递，驱动创建拉矫机，在需要创建新的拉矫机时只需修改部分输入参数，提高了设计效率和设计质量。
(2)通过批量传递、表达式传递、链接传递等参数传递方法，以及驱动辊衍生生成自由辊、多实体生成等参数化设计方法，将草图模型以及用户输入的参数传递至拉矫机的各个组成部件的各个零件驱动设计拉矫机，并创建多个人机交互界面，实现输入参数自动建模。
(3)利用文件夹对拉矫机的各个组成部件进行分组，基于输入条件控制文件夹进而控制对应的组成部件的激活或抑制，实现拉矫机的各个组成部件的建模。
(4)参数化设计模式包括自动模式和手动模式，可以满足工程不同阶段的用户需求，以及用户对部分零部件的特殊需求，可扩展性强，灵活性高。
(5)辊结构仿真计算可以实现设计建模与仿真分析的无缝衔接，在仿真分析时可以继承零件的结构信息，简化仿真分析设定工作，提高效率。
(6)参数查阅可以方便快捷地查阅输入条件和设计结果，提高效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种连铸机拉矫机的参数化设计方法，其特征在于，包括：
建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；
根据所述辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；
根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；
根据所述拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；
根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；
根据所述驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机；
根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，包括：
将齿条、上框架以及下框架的各个零件进行组装；
基于齿条的各个零件参数与齿条的目标参数的关联关系，以及齿条的各个零件参数之间的关联关系，调整齿条的各个零件参数，创建齿条；
基于下框架的各个零件参数与下框架的目标参数的关联关系，以及下框架的各个零件参数之间的关联关系，以及调整后的齿条的各个零件参数，调整下框架的各个零件参数，创建下框架；
基于上框架的各个零件参数与上框架的目标参数的关联关系，以及上框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，调整上框架的各个零件参数，创建上框架；其中，所述液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的；
根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，还包括：
建立活动框架、连杆以及齿轮的多实体模型；
基于连杆的各个零件参数与连杆的目标参数的关联关系，以及连杆的各个零件参数之间的关联关系，在连杆的多实体模型中创建连杆的各个零件；根据连杆的各个零件，创建连杆；
基于齿轮的各个零件参数与齿轮的目标参数的关联关系，以及齿轮的各个零件参数之间的关联关系，在齿轮的多实体模型中创建连杆或齿轮的各个零件；根据齿轮的各个零件，创建齿轮；
基于活动框架的各个零件参数与活动框架的目标参数的关联关系，以及活动框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，在活动框架的多实体模型中创建活动框架的各个零件；其中，所述液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的；根据活动框架的各个零件，创建活动框架；
在创建下框架时，通过表达式传递的方法进行参数传递；在创建上框架时，通过链接传递的方式进行液压缸参数的传递。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数，包括：
将用户输入的连铸机的铸坯宽和圆坯直径、以及减速器参数传递至辊结构的草图模型，确定辊径、辊长、轴承内径、轴承间距和减速器定位，其中，辊径、辊长、轴承内径、轴承间距和减速器定位为辊结构的目标参数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，辊结构的各个零件参数之间的关联关系，包括：
轴承内径与轴承座、透盖、挡板、轴套、以及其他连接件尺寸规格的关联关系。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊，包括：
将驱动辊的各个零件进行组装；
基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，调整驱动辊的各个零件参数，创建驱动辊。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊，还包括：
将自由辊的各个零件进行组装；
根据调整后的驱动辊的各个零件参数，调整自由辊的各个零件参数，创建自由辊。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在需要调整拉矫机的部分零件参数时，手动输入对应的参数值，创建新的拉矫机。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
建立辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系；
根据辊结构的目标参数与外部荷载参数的关联关系，进行辊结构的仿真计算。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在创建拉矫机之后，该方法还包括：
查询拉矫机中各个组成部件的各个零件参数。
9.一种连铸机拉矫机的参数化设计系统，其特征在于，包括：
草图模型建立模块，用于建立拉矫机的草图模型和辊结构的草图模型；
辊结构创建模块，用于根据所述辊结构的草图模型，减速器参数，以及用户输入的连铸机参数，确定辊结构的目标参数；根据辊结构的各个零件，基于辊结构的各个零件参数与辊结构的目标参数的关联关系，以及辊结构的各个零件参数之间的关联关系，创建驱动辊和自由辊；
组成部件创建模块，用于根据所述拉矫机的草图模型，以及辊结构的目标参数，确定拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件的目标参数；根据拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件，基于拉矫机中除辊结构之外的各个组成部件的各个零件参数与对应的组成部件的目标参数的关联关系，以及各个组成部件的各个零件参数之间的关联关系，创建拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件；
拉矫机创建模块，用于根据所述驱动辊和自由辊，以及拉矫机中除辊结构之外的多个组成部件，创建拉矫机；
组成部件创建模块，具体用于：
将齿条、上框架以及下框架的各个零件进行组装；
基于齿条的各个零件参数与齿条的目标参数的关联关系，以及齿条的各个零件参数之间的关联关系，调整齿条的各个零件参数，创建齿条；
基于下框架的各个零件参数与下框架的目标参数的关联关系，以及下框架的各个零件参数之间的关联关系，以及调整后的齿条的各个零件参数，调整下框架的各个零件参数，创建下框架；
基于上框架的各个零件参数与上框架的目标参数的关联关系，以及上框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，调整上框架的各个零件参数，创建上框架；其中，液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的；
组成部件创建模块，具体用于：
建立活动框架、连杆以及齿轮的多实体模型；
基于连杆的各个零件参数与连杆的目标参数的关联关系，以及连杆的各个零件参数之间的关联关系，在连杆的多实体模型中创建连杆的各个零件；根据连杆的各个零件，创建连杆；
基于齿轮的各个零件参数与齿轮的目标参数的关联关系，以及齿轮的各个零件参数之间的关联关系，在齿轮的多实体模型中创建连杆或齿轮的各个零件；根据齿轮的各个零件，创建齿轮；
基于活动框架的各个零件参数与活动框架的目标参数的关联关系，以及活动框架的各个零件参数之间的关联关系，以及液压缸参数，在活动框架的多实体模型中创建活动框架的各个零件；其中，液压缸参数是根据用户输入的连铸机参数确定的；根据活动框架的各个零件，创建活动框架；在创建下框架时，通过表达式传递的方法进行参数传递；在创建上框架时，通过链接传递的方式进行液压缸参数的传递。
10.一种计算机设备，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计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8任一所述方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至8任一所述方法的计算机程序。
12.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一所述方法。
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Legal Events
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