基于CATIA的輪胎胎側文字內容與位置關聯的設計方法

吳東霞，張 敏，李 華，程麗娜，吳月仙，楊 旭

（中策橡膠集團股份有限公司，浙江 杭州 310018）

輪胎胎側圖主要包含文字內容和圖形，文字內容包含品牌、花紋代號、速度級別、結構、層級、認證及法規要求的其他內容。同一個花紋系列的不同輪胎產品的文字內容略有不同，在AutoCAD軟件中，若采用系統自帶字體并進行環形排列，則不滿足加工條件；采用線框圖形，則不利于修改內容。設計不同產品時，需刪除原設計然后重新進行排列，操作繁瑣，且容易出錯。因此將文字內容與位置進行關聯設計是解決這一難題的關鍵。

隨著3D設計軟件的普及，越來越多的企業應用CATIA等參數化設計軟件。但CATIA軟件在輪胎設計方面的應用研究大多集中在花紋和結構設計等方面[1-2]，雖然對胎側字體建模也有所涉及[3-7]，但都沒有深入研究。因此為滿足胎側設計的需求，設計人員需深入研究參數化和關聯設計等方面內容[8-11]。

本工作提出了一種基于CATIA的輪胎胎側文字內容與位置關聯的設計方法，將胎側設計分為文字內容及其位置信息2個模塊，分別建立相應的標準模板庫，在使用CATIA裝配設計平臺進行胎側設計時進行調用，實現胎側文字內容與位置信息的關聯設計以及胎側的快速建模。

1 建模流程

模板具體創建流程如圖1所示。

圖1 建模流程示意

2 胎側位置信息模塊創建

依據模板中輪胎胎側定位標準、設計計算公式和位置參數創建所需的定位點、定位線和定位面。

2.1 創建內容位置模板

（1）二維模板中定位面固定1個平面，三維模板中定位曲面為胎側輪廓旋轉面，定位線和定位點采用半徑和角度參數創建。

（2）將所作內容封裝為內容位置模板，模板可以發布定位點、定位線、定位面及相關參數及圖形元素。根據內容和形式的不同，此類模板數量較多。

2.2 創建胎側定位分區

（1）將用于定位的設計參數錄入Excel表中作為設計表PTT，其中第1行是參數名，下面每1行定義1個產品配置的參數值，每1列定義1項內容位置的設計參數，某1列或幾列構成了某一內容所需的全部位置設計參數。配置設計表的每1行代表一種可能的參數值，也就對應著一種尺寸規格的零件模型，因此設計表的每1行被稱為一個配置。

（2）按設計配置中各內容位置的不同，調取所創建零件庫中相應的內容位置模板，并與設計表PTT的相關設計參數關聯（見圖2）。

圖2 內容位置模板實例化界面

（3）逐一調用內容位置模板，直至完成整個胎側定位分區。

3 內容信息模塊創建

內容類別模塊建立步驟如下。

（1）將胎側所有文字內容按類別進行整理。

（2）對于每一個類別，以定位點、定位線和定位面及相關內容參數為輸入，建立相應的內容類別模板。內容參數中有字符串內容、對齊信息、字高和字形等參數，可完整定義一個類別的內容。

（3）依據定位點、定位線、定位面及相關內容參數，采用二次開發的排列程序依次從字體庫中調取單個字體模板并實例化，得到整串字符串內容。

（4）依據相關內容參數完成其他相應的繪制工作，如活絡塊外形等。

（5）將上述工作封裝，建立內容標準零件庫（見圖3）。

圖3 內容標準零件庫界面

4 文字內容與位置關聯設計模塊

使用胎側定位分區里相應類別發布的定位點、定位線和定位面，調用相應內容標準模板，創建具體內容，然后逐一調用各個內容標準模板，直至完成整個胎側內容。

在此過程中，采用設計表（Design Table）技術，將每一類別內容的具體參數錄入Excel表Content對應的參數列，將CATIA所建內容參數集與Excel表所對應參數集進行關聯，從而實現內容參數表驅動CATIA模型中文字內容變化，最終實現內容參數化驅動設計。

內容信息創建模塊采用產品規格Size進行驅動參數表Content的配置選行。在位置信息創建模塊設計表PTT和內容信息創建模塊參數表Content之間，用產品規格Size進行統一驅動。

在裝配設計下，通過零件-定義上下文鏈接將位置零件發布的內容與內容零件所使用的發布內容進行更新鏈接關系（見圖4），胎側文字內容與位置更新為當前參數所驅動的位置，可實現胎側文字內容與位置自動關聯設計及快速建模，建模效果如圖5所示。

圖4 定義上下文鏈接界面

圖5 建模效果

5 結論

本工作對基于CATIA的輪胎胎側文字內容與位置關聯設計方法進行探討。該方法將胎側設計過程分為位置信息創建、內容信息創建和文字內容與位置關聯設計等多個模塊，在設計過程中結合CATIA知識工程靈活組合，大幅度增強了胎側建模的功能利用程度，極大地提高了建模效率。