Pro/E中用戶自定義特征在微波儀器設(shè)計中的應(yīng)用

王儉超， 唐波

（中國電子科技集團第四十一研究所，山東青島266555）

0 引言

Pro/Engineer（下稱Pro/E）作為一款三維參數(shù)化建模軟件，在眾多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用［1］。本文詳細介紹了基于Pro/E平臺的用戶自定義特征及其特征庫技術(shù)，以及該技術(shù)在微波儀器及其元器件設(shè)計中的應(yīng)用。

產(chǎn)品設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到一些重復出現(xiàn)的特征，比如連接器的標準接口、機器殼體安裝座孔等。這些特征由若干基本特征組成，并不復雜，但重復建模會浪費設(shè)計人員大量時間和精力，同時不利于保證設(shè)計的正確性。使用Pro/E提供的自定義特征UDF（User Defined Feature）功能，設(shè)計人員可以針對重復出現(xiàn)的相似或相同結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建自定義特征，建立用戶自定義特征庫（UDF Library），需要時從庫中迅速調(diào)用，既提高了效率又使設(shè)計更好地滿足模塊化設(shè)計的要求。

1 Pro/E中的UDF概述

用戶自定義特征UDF，是針對特定應(yīng)用、集合數(shù)個基本特征的特征集合，它包括用戶經(jīng)常使用的某個或幾個特征、它們所有相關(guān)尺寸、選定特征之間的任何關(guān)系以及在零件上放置UDF的參照列表［2］。一般用UDF來復制相同或相似外形的特征組，與特征組的復制功能不同，UDF不僅可用于同一模型，也可用于其他模型，且可以被其他UDF替換。

設(shè)計人員利用Pro/E提供的UDF模塊，可以方便實現(xiàn)UDF特征的定義、使用以及特征管理等功能。UDF的定義是創(chuàng)建特征原型的過程，它不僅記錄基礎(chǔ)特征模型的建立過程，還記錄了基礎(chǔ)特征之間的關(guān)系。其基礎(chǔ)特征包含基本特征、修改特征和基準特征三部分。當設(shè)計人員根據(jù)需要，創(chuàng)建一定數(shù)量的用戶自定義特征，保存在用戶特征庫中，即形成了適合自身行業(yè)特點的標準特征數(shù)據(jù)庫。特征使用是指調(diào)用UDF Library中的UDF原型，在產(chǎn)品模型上將UDF實例化；使用時還可以修改相關(guān)尺寸，如果要創(chuàng)建的特征與UDF特征類似，僅若干尺寸不同，使用UDF特征也是一種快捷的建模方式。管理功能是指利用UDF library可方便實現(xiàn)特征復制、刪除、修改、備份、查詢等功能。此外，UDF Library允許所有用戶具有訪問特征的權(quán)限，但不能對特征庫中的特征隨意修改和刪除，實現(xiàn)特征文件安全性保護。

2UDF的建立和使用

2.1 創(chuàng)建參考模型

根據(jù)需要，利用各種基礎(chǔ)特征創(chuàng)建復雜特征模型。建模過程中，要注意基準的選擇，各個基礎(chǔ)特征草繪、參照平面與基準有直接關(guān)系，且變量盡可能少。

2.2 UDF的創(chuàng)建

用戶自定義特征的建立采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，創(chuàng)建者提供給使用人員完整的獨立特征單元，特征內(nèi)部的結(jié)構(gòu)對使用者不可見，只能根據(jù)UDF提供的界面使用特征［3］。因此，設(shè)計者需要為用戶提供良好接口界面，包括標識特征的名字和一系列參數(shù)，便于者準確、快捷使用UDF特征。

UDF創(chuàng)建關(guān)鍵是參照基準的定義，創(chuàng)建者需明確使用多少參照基準及這些基準的順序，只有這樣才能在其他模型中正確放置要創(chuàng)建的特征。對于要修改的可變尺寸，也需要明確定義，否則修改的尺寸可能不是所期望的尺寸。這就需要在創(chuàng)建UDF過程中，詳細、準確地輸入提示信息，必要時做具體說明，這樣無論是創(chuàng)建者還是使用者都能一目了然，根據(jù)提示就可以完成新特征的創(chuàng)建。

一般情況下，定義特征時不會出現(xiàn)太多問題，但定義的有效并不能保證特征附著的正確。附著錯誤往往只有在使用時才能被發(fā)現(xiàn)，因此，一般需要通過試用進行UDF附著的有效性檢查。

2.3 UDF使用

缺省時，新創(chuàng)建的UDF會保存在當前工作目錄。為便于管理和調(diào)用，一般將全部的UDF保存在特定UDF庫中。庫目錄設(shè)定方法：指定配置選項pro_group_dir完整目錄名稱。設(shè)計過程中，從庫中選擇需要的UDF，按照系統(tǒng)提示調(diào)入。

3 微波儀器設(shè)計中UDF庫的建立

3.1 微波儀器及元器件

微波儀器通常含有大量不同種類的微波元器件，在這些元器件設(shè)計中具有很多相似或相同結(jié)構(gòu)。如：同類型標準口射頻同軸連接器，為實現(xiàn)截面尺寸一致，內(nèi)外、導體接插部位具有相同結(jié)構(gòu)；矩形波導傳輸中，為實現(xiàn)元器件間精準對接，波導法蘭盤需具有符合標準要求的相同結(jié)構(gòu)；微帶同軸連接器在微波器件腔體中的安裝孔也需要有相似的結(jié)構(gòu)。這些不同類型結(jié)構(gòu)創(chuàng)建成UDF，保存在UDF庫中，在進行微波元器件設(shè)計時，根據(jù)需要調(diào)用，即可保證設(shè)計的準確性，又能提高設(shè)計效率，縮短研發(fā)周期。庫中的UDF文件數(shù)量足夠多時，即形成了適用于微波儀器行業(yè)特點的標準特征數(shù)據(jù)庫。

3.2 波導法蘭的UDF創(chuàng)建實例

本文以匹配美軍標MIL-DTL-3922/67C的3/4in波導法蘭盤為例，介紹UDF創(chuàng)建及使用全過程。波導法蘭是固定在波導終端的結(jié)構(gòu)，法蘭定位面、定位銷釘和固定螺釘和相對位置尺寸需滿足標準要求，如圖1所示。

1）以Pro/E基本特征為基礎(chǔ)，建立參考模型，如圖2所示。該模型在“零件”模式創(chuàng)建，為了在“組件”模式也能使用，定位孔倒角特征通過切除特征實現(xiàn)。

2）執(zhí)行工具中UDF庫命令，創(chuàng)建UDF。根據(jù)提示，定義UDF名稱WFlange并確認，選擇UDF包含的特征，定義以下基準：草繪平面（SP）、參照平面 RP1和RP2，以及參考軸 Axis。保存WFlange到UDF庫中。

圖1 3/4 in波導法蘭盤

圖2 參考模型

圖3 其他部分模型

3）UDF使用。首先創(chuàng)建微波器件其他部分模型如圖3所示。從UDF庫中選擇WFlange，按照系統(tǒng)提示調(diào)入，指定參照及相關(guān)參數(shù)，即成功建立了包含定位銷釘、定位螺釘?shù)然A(chǔ)特征信息的完整波導法蘭模型，如圖4所示。

圖4 創(chuàng)建法蘭后模型

4結(jié) 語

在使用Pro/E軟件進行電子儀器及元器件設(shè)計過程中，把經(jīng)常使用的復雜特征創(chuàng)建成UDF，并把他們整理歸類，存儲在規(guī)劃好的目錄里，建立一個UDF庫。在設(shè)計過程中調(diào)用UDF庫，可以節(jié)省大量的時間和精力，也有利于設(shè)計時相同、相似特征的統(tǒng)一和標準化。

［1］ 張繼春.Pro/ENGINEER二次開發(fā)實用教程［M］.北京：北京大學出版社，2003.

［2］ 詹友剛.Pro/ENGINEER中文野火版4.0高級應(yīng)用教程［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.

［3］ 段敏，焦洪宇，石晶，等.基于Pro/E的用戶自定義特征及其在汽車零部件設(shè)計中的應(yīng)用［J］.機床與液壓，.2008，36（4）：152-153.