基于Creo的支吊架模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

武相 黃捷 孫冠宇 趙千里 干依燃 王藝 頡利東 苗怡然 鄔芝勝 肖俊寧

【摘 要】數(shù)據(jù)庫是支吊架設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心，主要由規(guī)則庫、工程數(shù)據(jù)庫及模型數(shù)據(jù)庫組成，其中模型庫主要涉及支吊架零部件庫的創(chuàng)建。本文基于Creo軟件，探討了模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，提出一種基于Creo軟件的支吊架模型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】支吊架;Creo;模型數(shù)據(jù)庫;參數(shù)化控制;族表

中圖分類號(hào)： TL353.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）07-0037-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.015

【Abstract】The database is the core of support and hanger design system. It is mainly composed of the rule base ，engineering database and model database. The model databate mainly involves the creation of the parts library.In this paper，the key techology of model database was analysed based on Creo，and a thinking process and approach was put forward to design model database of support and hanger.

【Key words】Support and hanger;Creo;Model database;Parametric design;Family table

0 引言

三維設(shè)計(jì)可以更直觀、準(zhǔn)確的表達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，隨著三維技術(shù)不斷地發(fā)展，其在人機(jī)交互、可視化、參數(shù)化、分析計(jì)算、成本及效率等方面相比傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)具有越來越明顯的優(yōu)勢(shì)。目前，支吊架設(shè)計(jì)已逐漸采用三維設(shè)計(jì)方法，且部分行業(yè)甚至借助三維設(shè)計(jì)平臺(tái)及二次開發(fā)工具，開發(fā)出適用性較強(qiáng)的支吊架設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以滿足行業(yè)自身的設(shè)計(jì)需求。

支吊架設(shè)計(jì)系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)管理、用戶界面、數(shù)據(jù)接口、信息提取、數(shù)據(jù)連接及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等多個(gè)方面，其中數(shù)據(jù)庫是設(shè)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵所在。數(shù)據(jù)庫又包括規(guī)則庫、工程數(shù)據(jù)庫及模型數(shù)據(jù)庫。規(guī)則庫主要涉及造型控制規(guī)則（裝配關(guān)系）等、干涉分析、強(qiáng)度校驗(yàn)及優(yōu)化規(guī)則等;工程數(shù)據(jù)庫主要涉及標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)、材料庫、企業(yè)規(guī)范及設(shè)計(jì)實(shí)例庫等;模型庫主要涉及零部件模型庫、設(shè)計(jì)實(shí)例等[1]。

本文基于Creo軟件，主要探討支吊架模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，并提出一種標(biāo)準(zhǔn)支吊架零部件模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法。

1 Creo軟件簡介

Creo軟件是由美國最新推出的一套博大精深的機(jī)械三維CAD/CAM/CAE參數(shù)化軟件系統(tǒng)，整合了PTC公司的Pro/ENGINEER的參數(shù)化技術(shù)、CoCreate的直接建模技術(shù)和ProductView的三維可視化技術(shù)。Creo具備互操作性、開放、易用三大特點(diǎn)，其內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬仿真、工程圖輸出到生產(chǎn)加工成品的全過程，應(yīng)用范圍涉及航空航天、汽車、機(jī)械、數(shù)控加工以及電子等諸多領(lǐng)域。

此外，Creo軟件還提供了強(qiáng)大的二次開發(fā)工具，主要包括族表（Family Table）、用戶定義特征（UDF）、Pro/Program、J-link、Creo/ToolKit等[2]。其中族表（family table）工具是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件的相似性原理，通過對(duì)樣本零件參數(shù)的驅(qū)動(dòng)，派生出相應(yīng)的系列化零件，常用于開發(fā)各種結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件庫。

2 支吊架模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

2.1 總體思路

支吊架模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建主要涉及零部件的模型設(shè)計(jì)及系列化，其關(guān)鍵在于以下4個(gè)方面：

（1）模型單位、材料、精度及屬性參數(shù)等的配置

支吊架實(shí)體模型所采用的單位、材料、精度及參數(shù)等屬性直接決定了支吊架零部件實(shí)際的結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)還影響支吊架的力學(xué)分析校核結(jié)果，是開展支吊架力學(xué)分析設(shè)計(jì)的輸入條件。因此，上述模型屬性的配置是模型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的首要問題。

（2）支吊架及零部件的分類

支吊架及其零部件的類型多樣，結(jié)構(gòu)形式多變，規(guī)格數(shù)量龐大，且單一零件又成系列化設(shè)計(jì)，僅靠單一零件數(shù)量化的建庫方法無法實(shí)現(xiàn)支吊架模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建。因此，通過合理的支吊架及零部件分類，創(chuàng)建零部件模型，并實(shí)現(xiàn)零部件模型的系列化，是模型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的關(guān)鍵。

（3）零件特征參數(shù)選擇及參數(shù)化控制

支吊架單個(gè)零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度與其特征參數(shù)數(shù)量正相關(guān)，且零件特征參數(shù)的驅(qū)動(dòng)、調(diào)用等過程的效率亦與其數(shù)量正相關(guān)。此外，零件特征參數(shù)的驅(qū)動(dòng)控制與零件的系列化相關(guān)聯(lián)。因此，合理的零件特征參數(shù)選取和參數(shù)化控制是創(chuàng)建零件三維模型，提高模型數(shù)據(jù)庫運(yùn)行效率及實(shí)現(xiàn)零件系列化的關(guān)鍵。

（4）部件特征參數(shù)選擇及參數(shù)化控制

部件由不同規(guī)格、不同種類的零件組裝而來。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，支吊架隨設(shè)計(jì)環(huán)境條件的改變而改變，僅靠單一支吊架模型結(jié)構(gòu)的重建，實(shí)現(xiàn)支吊架設(shè)計(jì)，會(huì)耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員相當(dāng)多的精力和時(shí)間，且效率很低。因此，通過合理的部件特征參數(shù)的選擇和參數(shù)化控制，實(shí)現(xiàn)支吊架結(jié)構(gòu)的即時(shí)調(diào)整，是模型數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的關(guān)鍵。

綜上所述，本文主要從以上4個(gè)方面存在的需求出發(fā)，探討支吊架模型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)方法，并通過以下步驟創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)庫：

（1）不同類型零件數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，如管夾、吊桿、支撐板等。

（2）單一零件不同規(guī)格尺寸的參數(shù)化、系列化。

（3）通過零件的組裝，完成不同類型部件的創(chuàng)建，形成部件數(shù)據(jù)庫。