UGNX在機電產品概念設計中應用與研究

摘 要：通過對機電產品設計概況的深入分析，可知實際的設計流程相對復雜，需要注重概念設計，確保機電產品設計質量能夠達到行業技術規范的相關要求。結合現階段機電產品概念設計的設計發展現狀，可知其中依然存在著不足，需要結合UG NX平臺的優勢，優化這些產品概念設計方式，延長機電產品的使用壽命。基于此，本文從UG NX在機電產品概念設計中的應用與研究展開論述。

關鍵詞：機電產品；UG NX平臺；使用壽命；概念設計

為了實現機電一體化設計目標，優化各種機電產品長期使用中的服務功能，需要加強對機電產品概念設計內容的深入理解，結合其多學科相互融合的特點，合理運用UG NX平臺增強產品概念設計的合理性。因此，在進行機電產品概念設計時，應提高UG NX的利用效率，加強MCD工具的合理使用，促使機電一體化產品概念設計能夠達到預期的效果。

一、機電一體化產品概念設計系統分析

結合傳統的機電產品概念設計系統的實際應用狀況，可知其在實際的應用中依然存在著一定的缺陷。具體表現在：

1）過于側重控制系統研究，忽略了執行機構的主體地位；

2）產品內部的信息處理水平有待提升；

3）驅動器、傳感器等組成部分之間的融合設計問題考慮不充分，未實現三維空間的動態仿真。

因此，為了優化機電一體化產品概念設計系統的服務功能，增強產品概念設計的合理性，需要注重UG NX平臺支持下MCD設計工具的有效利用，提高概念設計工作效率。

機電產品概念設計系統MCD的特點主要包括：

1）注重了集成式系統工程方法的使用，優化設計流程的同時避免了實際設計中集成問題的產生；

2）結合MCD的優勢，在機電產品概念設計中采用了模塊化設計方式，并將機電一體化產品信息存儲在相關的區域，實現了信息重用。

二、UG NX在機電產品概念設計中應用與研究要點分析

為了對UG NX平臺中MCD在機電一體化產品概念設計中的可行性進行必要地驗證，需要明確具體的設計步驟。以圓形裝載機概念設計為例，主要的設計步驟包括以下方面：

（一）明確設計需求，注重設計過程管理

通過對基于機電一體化產品生命周期管理軟件與MCD的配合使用，有利于實現端到端問題處理方案的制定，保持概念設計過程的高效性。實際操作中設計人員通過對產品生命周期管理軟件的靈活使用，構建出機電產品概念設計所需的基于客戶需求分析的參考模型，并對產品各部分功能進行必要地說明，增強產品概念設計方案的適用性。在生命周期管理軟件及MCD的支持下，可以為跨學科機電產品概念設計目標的實現提供可靠地保障，對傳統的概念設計方式進行改進。

（二）產品功能模型構建

在基于生命周期管理軟件的作用下，可以根據設計需求將圓形裝載機的功能模型按照一定的方式導入到預先設置好的MCD中，增強管理軟件與設計需求之間的緊密聯系。

在構建圓形裝載機功能模型的過程中，需要從這些方面入手：

1）明確機電一體化系統各部分功能，優化循環裝載功能設計；

2）在MCD的功能導航器的支持下構建出可靠的基于功能分解的功能樹層次結構，促使圓形裝載機內部處理單元、握爪、輔助機構等組成結構使用中可以處于穩定的工作狀態；

3）各功能單元的循環使用。機電一體化產品概念設計中需要充分地考慮同一功能的多次利用，實現功能單元的循環使用。因此，需要借助MCD設計工具的作用，提高機械產品概念設計效率，充分發揮各功能單元的實際作用。

（三）明確機械概念的具體定義

當構建出可靠的機電產品功能模型后，需要利用UG NX平臺支持下MCD設計工具的作用，構建出與產品功能模型相適應的粗糙3D模型。此時，圓形裝載機概念設計中對其中各組件的機電屬性進行了定義，從機械角度對不同組件行為進行了必要地說明。基于功能模型的粗糙三維模型的構建，客觀地說明了基于MCD機電產品概念設計的良好性。具體表現在：1）可以對功能模型中的各組件的機電屬性進行科學地定義；2）明確了不同組件的運動副聯接類型；3）實現了不同子功能之間的有效銜接。

（四）抽象執行機構的添加及基于時間操作的定義

機電一體化產品概念設計中應充分地考慮機械系統的設計合理性，在保持機電一體化系統運動學特性良好的基礎上，添加必要的抽象執行機構。此時，MCD可以提供速度控制及位置控制兩種機構，實現圓形裝載機概念實際中廣義執行機構系統設計。與此同時，當執行機構定義完畢后，需要對執行機構如何操作控制進行說明。因此，需要定義基于時間的操作。定義過程中應充分地考慮圓形裝載機的操作順序：1）基座處于正常的旋轉運動狀態；2）滑塊的運動形式是垂直運動；3）握爪處于線性運動模式中。

（五）產品概念設計的三維動態仿真，詳細模型構建

基于MCD機電一體化概念設計目標的實現，可以對不同機電產品概念設計進行三維動態仿真，彌補傳統概念設計缺陷。由于MCA是UG NX平臺支持下的重要程序，可以利用建模的方式對現實環境進行模擬，明確機械概念的同時優化機電產品的服務功能，因此，需要注重基于MCD概念設計方式的合理使用。同時，在MCD中仿真技術的支持下，可以將機電產品的各種機械行為引入虛擬環境中，實現模型的三維動態仿真，構建出詳細模型，增強圓形裝載機概念設計的科學性。

三、結語

在可靠的UG NX平臺支持下，可以擴大MCD在機電產品概念設計中的實際應用范圍，提高設計質量的同時縮短設計周期，最大限度地滿足機電一體化產品的各種設計設計要求。未來機電產品概念設計工作開展的過程中，應結合UG NX平臺的作用處理相關的設計問題，保持這類產品概念設計作業的高效性，實現對設計成本的有效控制，改善機電產品的工作性能。

參考文獻：

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[2] 肖祖東，柳和生，李標，等.UG NX在機電產品概念設計中應用與研究[J].組合機床與自動化加工技術，2014（7）：27-30.

作者簡介：趙旭（1981-），男，江蘇如東人，南通工貿技師學院數控技術系，本科，講師，主要從事數控加工中心編程研究。