基于三維非標機械智能設計的應用

李乾峰 魏干

南京旭宸皓峰信息科技有限公司 江蘇南京 210019

1 系列化產品管理

圖1 產品模型樹預覽

圖2 產品詳細信息展示

根據公司的產品特點多產品進行分類，并建立樹狀結構。為了軟件使用的方便，樹狀結構不宜超過四級。通過對三維設計平臺二次開發，如Solidworks、Inventor、Creo等，把公司產品通過產品的樹狀接口加載到三維設計工具的菜單的產品模型樹中，選擇對應的產品類別將該類別下所有的產品通過縮略圖片的方式展示出來，選中某個產品將通過大圖片的形式進行展示。用戶雙擊對應產品的圖片，能夠展示該產品的輕量模型，能夠對產品的模型進行旋轉、拖拉的查看相關操作，該操作不需要打開真實的產品模型，節約對電腦資源的消耗。可以極大方便用戶進行查閱。如果需要對某個產品進行選型或詳細設計，可打開該產品的詳細設計界面。

2 非標產品智能設計

對于非標機械零配件公司大部分的非標產品設計是在公司現有標準系列化的產品上面的改型設計。對于改型設計，用戶在選擇最近的系列號產品，并加載相關參數或材料到界面。由于已經對每個產品的三維設計數據文件進行對應的配置文件，如圖3所示，用戶只需在界面修改尺寸參數和材料信息，可完成對該產品的改型非標設計。相關的功能點如下：

功能點1、對于一個產品有多個產品形式，用戶從該產品的形式的下拉中選擇對應的產品型式，系統把該產品的產品型號羅列到產品型號的下拉框中。用戶選擇對應的產品型號。如果已有產品型號不能滿足客戶的需求，可選擇非標定制設計，對產品進行客制化設計。

功能點2、用戶選擇對應系列化，系統自動加載該產品是所有尺寸信息，并顯示在表格中，尺寸的描述和代號由用戶自定義的配置文件自動生成。尺寸的描述有利于用戶更好理解尺寸的含義。

圖3 產品智能設計界面

功能點3、將產品的詳細尺寸示意圖展示在該區域，結合產品詳細尺寸，能夠幫助更好進行產品設計。

功能點4、為了更形象的表達產品，該區域從不同視角展示產品的三維模型或者實際產品圖片

功能點5、根據不同產品的特點，把客戶可能需要進行非標設計的尺寸羅列在表格中。如果用戶沒有選擇非標定制設計，該區域不顯示。

功能點6、用戶選擇了相關產品型號或者對產品進行非標定制設計，三維平臺會自動更新模型和工程圖。用戶可把三維模型和工程圖直接導出到本地。根據需要和授權，用戶也可以把模型的所有文件導入到本地，包括三維模型、工程圖、數據表、配置文件等[1]。

3 配置文件自動生成工具

圖4 配置文件自動生成工具界面

為了方便工程師快速生成快速設計的配置文件，開發配置文件自動生成工具，可以快速生成對應的配置文件。

功能點1、選擇對應的文件，一個完整的配置文件應包括產品系列對應的Excel表格、三維模型、工程圖、示意圖、三維圖片。

功能點2、把產品對應的Excel表格信息數據加載到窗口，方便用戶來檢查信息是否正確。

功能點3、加載示意圖到窗口，以便檢查。

功能點4、加載三維示意圖到窗口，以便檢查。

功能點5、通過三維模型的縮略圖的方式顯示三維模型和工程圖，以便檢查。

功能點6、填寫文件名稱，點擊生成配置文件自動生成所需的配置文件，配置文件的核心是建立三維模型的相關參數和數據庫及界面的連接[2]。

4 設計產品數據檢入

為了對歷史設計產品進行有效管理，對于新設計產品具有需要進行入庫處理，并申請一個新的產品物料編碼。

圖5 產品檢入系統界面

功能點1、填寫產品相關屬性信息，包括產品分類代碼，也可從產品樹狀結構中選擇對應的產品分類。

功能點2、產品分類信息，方便用戶直接從產品樹狀結構中選擇對應的產品分類

功能點3、選擇產品的三維模型及工程圖等模型文件，如果是當前模型則會對當前的產品進行檢入，并把對應的產品的縮略圖顯示出來。

功能點4、從產品的模型文件中，模型相關的尺寸、屬性信息讀取出來，以方便檢查存儲。

后臺管理員可以對申請需要檢入的系統的產品進行審查，確定是否需要將該產品檢入系統。如果通過了該申請，將為該產品賦予一個產品編碼，并把產品相關的三維模型、工程圖等相關存入到服務器中，以便對歷史設計數據的統一管理。

5 智能制造支持

為了加快企業智能制造對接，實現從銷售到設計到制造的智能化，在完成產品設計時能夠自動完成產品的制造工藝卡片和機床NC代碼的自動輸出。需要公司相關技術人員對公司的產品進行梳理，明確不同產品的加工工序模板，明確不同產品的機床NC代碼模板。明確加工相關的參數和產品尺寸參數、材料以及其他相關屬性之間的關系。通過計算機輔助工藝，實現產品的工藝卡片和機床NC代碼的自動化[3]。

6 實施效果

軟件的實施將從以下幾個方面幫助用戶進行提升：

工作效率提升：軟件的合理使用，改變原有的手工的工作模型，無論是非標產品設計，還是歷史產品數據查詢與管理效率上面都有很大的提升，大幅度降低了勞動成本。

數據冗余降低：通過用戶選型和歷史數據的檢索功能的實現，可以大幅度降低非標產品設計。對于非標設計的產品可逐步轉換為標準系列化產品。對歷史數據進行有效整理可有效摒除冗余的歷史產品數據，提高產品數據管理效率。

產品質量提高：通過軟件的使用，建立統一的設計引導規則，實現產品整個設計過程、產品數據管理的標準化，規范化的設計，穩定設計質量。避免人為因素對產品設計質量的影響。

綜合競爭力提升：軟件的使用可提高設計和管理效率，縮短了設計和選型階段的周期，能夠更快速響應客戶的需求。一方面可降低公司的生產成本，另一方面也提高客戶對公司的信譽。同時，三維可視化展示提高客戶的體驗和認可度，對發掘潛在用戶有很大的幫助。