NX平臺下的后壓縮垃圾車智能化設計

周明春

（江蘇悅達專用車有限公司，江蘇 鹽城 224007）

隨著社會的發展和城市化進程的加速，環境衛生問題正逐步成為人們關注的熱點話題.我國作為世界上垃圾包袱最重的國家也在近年對環衛車輛的設計制造投入了更多的關注.雖然環衛車輛及其裝備技術得到了很大的發展，但是城市垃圾的日益增多以及城市垃圾的污染等問題都對環衛車輛的設計制造和工作質量提出了更高的要求.

垃圾處理是一項復雜的工作，一般有焚燒和填埋兩種方式，但無論采取何種處理方式都離不開垃圾的運送環節.壓縮式垃圾車是一種首先將垃圾進行壓縮，然后再轉運的高效城市環衛專用車輛，它可以有效避免垃圾在收集、轉運過程中的滲液、散發惡臭甚至對水體及土壤產生的二次污染.

1 系統總體架構設計

1.1 系統功能模塊劃分

基于NX平臺的后壓縮垃圾車智能化設計是在后壓縮垃圾車設計過程中添加了知識推理和設計引導機制，從而實現后壓縮垃圾車設計的智能化、快速化.在產品設計過程中系統引導設計師通過人機交換按照訂單要求輸入后壓縮垃圾車主要參數等簡單操作（如輸入傾倒裝置、推料器、擠壓板、箱體等重要零部件的主要技術要求），系統便根據既定知識啟動推理機制，推理機運用這些事實與知識庫中的每個規則的前提部分依次進行匹配，將該規則的結論部分作為新的事實加入到產品設計過程中[1].系統功能模塊正是基于這一設計原理進行了劃分，如圖1所示.

（1）系統初始化：系統檢測當前工作環境的狀態，如檢測垃圾車基礎數據庫、實例庫名稱及版本號，以提示工程師當前系統所受支持的知識庫.工程師確定后壓縮式垃圾車配置型式及系統工程保存路徑，系統將加載工程并將用戶定制要求寫入當前工程屬性中.

圖1 系統主要模塊

（2）產品數據庫：數據庫中主要為后壓縮垃圾車設計提供產品及零部件的設計計算、工程設計標準等.

（3）產品知識庫：后壓縮垃圾車知識庫中囊括所有垃圾車設計知識（例如后壓縮式垃圾車總體設計知識；架裝、廂體、填料器、傾倒裝置等零部件設計知識及其各零部件之間裝配知識；整車中液壓、電氣工程技術與總體設計配置件的關系知識等），并且在垃圾車總體控制結構中將相關知識嵌入其中，通過知識驅動垃圾車三維模型的幾何參數更新.

（4）實例庫：實例庫中儲存的產品設計相關模型是按照NX主模型原理進行創建，以支持產品不同設計階段的人員使用不同的應用來共享相同的模型，模型要求正確性、相關性、一致性、可編輯性、可靠性以及自制件、外協件三維模型的二維工程圖導出.

（5）三維模型管理：產品設計師依據系統智能引導設計，系統根據客戶輸入主要工程技術參數在實例庫中自動搜索相關產品或零部件，運用知識驅動實現后壓縮式垃圾車零部件的參數設計.

（6）工程圖庫管理：基于NX系統設置二維工程圖庫管理模塊，完成工程圖形自動添加、裝配BOM表的自動生成，從而實現二維工程圖的自動生成和對圖庫的高效管理.

1.2 系統總體設計架構

后裝壓縮式垃圾車主要包括：底盤、箱體、電氣系統、液壓系統、裝填裝置等.針對后壓縮式垃圾車的設計特點，確定系統總體設計架構，如圖2所示.

在后壓縮式垃圾車設計知識庫、數據庫和實例庫基礎上，運用系統工程方法從產品配置、總體設計到零部件詳細設計，實現垃圾車產品自頂而下的智能化、快速化設計.除此之外，系統還將根據客戶制定要求生成三維樣機，并在設計師審核要求之下完成工程圖、BOM表及其他的自動生成.當客戶定制要求或技術要求發生改變，設計師仍然可以通過查詢并修改相關技術參數要求，實現設計產品的局部修改，并使三維工程樣機自動更新.當某一種新生、普遍或者特殊定制需要以知識繼承形式傳遞給系統，設計人員依然可以通過系統知識編輯器將這種知識修改或添加到產品知識庫中，在企業產品設計管理中實現設計知識重用.

圖2 系統架構組成

2 系統的實現

2.1 開發平臺和工具的選擇

NX Open for.NET是一套用于微軟.NET框架的API，通過這些API訪問NX核心應用程序的功能來創建高級的應用程序，可以采用微軟.NET支持的任何語言包括C#、Java、VB、.NET等語言進行開發[2].在NX Open下，程序開發可以運用任何一種上述語言來編寫程序，同時根據NX Open for.NET提供的豐富類庫，開發人員既可采用.NET的NX Open，也可采用.NET包裝的Open API[3].

NX主要提供了四種程序開發包，分別為NX/Open API、UIstyler、BlockStyler、MenuScript.其中，MenuScript用于定義NX菜單腳本語言，通過其可以創建或編輯標準下拉菜單及工具條.菜單腳本文件的擴展名為.men，工具條腳本文件的擴展名為.tbr.BlockStyler和UIstyler模塊為程序人機互動界面開發設計工具，運用它們可以避免復雜的圖形用戶接口編程，實現所見即所得，設計出同NX系統風格完全一致的對話框，通過組合和設計空間，實現系統設計所需功能的對話框.圖3為后壓縮垃圾車零部件管理系統菜單.

運用NX/Open API可以實現幾乎所有NX系統的界面操作，運用數據庫管理技術同時實現垃圾車產品設計數據的管理，圖4為后壓縮垃圾車零部件生產BOM表.

圖3 零部件管理系統菜單

2.2 系統運行實例

本系統通過調用API編譯生成的動態鏈接庫實現系統運行，同時在關鍵參數設置決策階段智能化地為設計師提供解決方案，并同時通過開放的形式支持設計師修改計算機提供的方案，實現設計師與計算機交互式協同設計.圖5為后壓縮垃圾車設計導航對話框設計.

根據導航菜單和對話框引導設計人員逐步完成垃圾車零部件設計，圖6為垃圾車傾倒裝置設計.

圖4 生產BOM表

圖5 專用車零部件管理系統

圖6 S型傾倒裝置部件三維模型

完成傾倒裝置設計之后，根據系統導航或者設計師經驗進入下面階段的廂體、填料器、傾倒裝置、液壓及電氣等部分的設計，在零部件設計階段，系統根據設計進程，對每一個設計零部件進行詳細設計，設計師需要根據導航對話框輸入關鍵設計參數和設計決策，系統自動完成對應零部件的設計，圖7為零件的參數化設計實例.

圖7 零件的參數化設計

完成零部件設計之后，系統根據知識庫中裝配知識自動化完成預裝配，并檢查裝配干涉.通過本系統可以完成后壓縮垃圾車5、12、20立方的基本型數字化樣機，構建后壓縮垃圾車三維零部件的基礎數據庫，并自動生成垃圾車BOM表，為全面推廣三維設計打下堅實的基礎.圖8為12立方后壓縮垃圾車數字化樣機三維模型.

3 總結

后裝壓縮式垃圾車可將生活垃圾進行壓縮、破碎、填裝并進行流動收集運輸，由于其垃圾的裝載率高，因此，在環衛部門得到廣泛的應用[4].隨著城市化進程的加快，小批量、多品種的垃圾車生產方式及客戶個性化需求的增長，迫使設計產品周期不斷縮短，因此需要提高垃圾車設計效率以快速響應市場需求.本文在NX平臺上，運用NX/OPEN二次開發工具在.NET平臺上實現后壓縮式垃圾車的快速設計.

通過系統運行，后壓縮式垃圾車產品開發既可以依附有效的產品數據庫、知識庫、實例庫以及垃圾車零部件管理系統等進行適應市場需求的系列產品開發，縮短了產品設計周期；同時通過零部件管理系統高效借用已有零部件，并且在設計過程中就進行預裝配以及時發現設計及制造中可能會遇到的問題，有效避免了設計及試制過程中的損失，降低了產品開發風險和成本，縮短了產品開發周期，提高了工作效率.

圖8 垃圾車數字化樣機三維模型

[1]周臨震，劉德仿.面向定單配置的格柵除污機快速設計系統[J].礦山機械，2006，34（10）：67-69．

[2]顧琪，周臨震.基于NX二次開發和OD BC技術的組合機床通用部件庫的研究和建立[J].鹽城工學院學報:自然科學版，2011，24（2）：60-62．

[3] UGS Corp. NX 5 Help library 2007，NX Open for .NET Programmer’s Guide[Z]. 2007．

[4]劉偉杰.后裝壓縮式垃圾車掛桶舉升裝車裝置[J].專用汽車，2009（10）：62-63．