UG平台下注射模CAD系统BOM表功能的开发.pdf

模具工业 2 0 1 0 年第3 6 卷第 l1 期 1 1 胡卫卫 王华昌 李建军 华中科技大学 材料 学院 湖北 武汉4 3 0 0 7 4 摘要 模具设计完成后为了快速准确得到1 3 O M表 在U G三维设计平台下进行二次开发 开发出由模具 三维实体模型生成1 3 C M 的功能模块 模块能快速自动识别出存储在三维模型中的模具零部件信息 生 成可配置化的 M表 并且可以从外部导入修改过的B G V I 表 保证零件信息与B C M 表的同步更新 关键词 注射模 三维实体模型 B I I V I 表 中图分类号 T G 7 6 T P 3 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 2 1 6 8 2 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 6 De v e lo p me n t o f BOM f u n c t io n f o r mo u ld CAD s y s t e m un d e r UG p la t f o r m HU We i we i WA NG H u a c h a n g L I J i a n j u n S c h o o l o f Ma t e r ia l s S c i e n c e a n d E n g in e e r i n g H u a z h o n g Un i v e r s i t y o f S c i e n c e T e c h n o l o g y Wml a n Hu b e i 4 3 0 0 7 4 C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o q u i c k ly g e n e rate a BOM o f mou ld a f ter d e s i g n a f u n c t io n mo d ul e wa s c r e a t e d t h r o u g h f u r t h e r d e v e l o p me n t u n d e r U G p l a tf o r m I n a n e wl y d e s i g n e d B 0 M mo d u le t h e p a r t i n f o r ma rio n s t o r e d i n a 3 3 mo d e l is r e c o g n i z e d a u t o ma tic a l ly a n d q u i c k l y a n d the n a c o n fi g u r a b l e B 0M iS g e n e r a ted c o r r e c t ly o n the o the r h a n d the mo d i f i e d B 0 M i n E x c e l f o rm a t i S i nt r o d u c e d i nt o the 3 D mo d e l f o r u p d a t i n g the mo ul d 阳r t i n f o r ma t i o n K e y w o r d s i n j e c tio n mo u l d 3 1 3 s o l i d mo d e I b i ll o f ma te r i a I B 0 M 1 引言 B C M表 b i l 1 c f m a t e ria 1 是定义产品结构的重 要技术文件 是一种描述装配的结构化零件表 它 反映一个产品所有零部件的构成层次关系和数量 关系 产品从设计到制造全生命周期中B C M表起着 重要作用 M表的变化与维护将对生产产生最直 接的影响 B C M表的数据结构及算法构成企业资源 计划 e n t e r p r i s e r e s c Jl c e p l a n n i n g 系统数据模 型的核心 n o 注射模具企业的B C M表通常包括零件名称 零 件编号 零件描述 零件尺寸和零件数量等信息 另 外 不同企业可能会有各自不同的 B C M 表信息涵盖 内容要求 甚至同一项 KM表内容在各企业都会有 收稿 日期 2 0 1 0 0 6 0 9 作者简介 胡卫卫 1 9 8 6 一 男 江西宜春人 在读硕士 主要从 事三维C A D研究与三维 0 软件二次开发 地址 湖北武汉市 华中科技大学西十一舍 2 0 1 室 电话 0 2 7 8 7 5 5 8 2 4 3 电子信 箱 h w w 1 9 8 6 1 0 2 3 1 6 3 c c ln o 不同的名称 目前国内模具企业设计人员在完成模 具结构设计 生成模具物料清单时 方法不外乎有2 种 一是对照庞大的模具装配结构信息 逐个零件测 量 拾取 3 O V l表信息 然后记录到对应的E x c e l文件 中 另外一种则是借助U G的注射模设计向导l V b l d Wm a r d 提供的 I3 C IV I 表功能 或其他二次开发软件 定义零件 B G V I 表的各项属性 半 自动生成模具的 表 第一种方法费时费力 而且长时间靠人工记录 繁多的零件信息 难免出错 第二种方法则需要严格 按照装配来设计模具 完全依赖零件的属性 部分属 性需要手工录入 2 种方法还有一个共同的不足之 处就是 B C M 表的生成需要手工输入和校对 无法 从根本上保证 M 表的正确可靠性 同时 M 表 一 旦生成 就与对应的模具产品结构模型失去关联 当在 Exc e l中更改零件物料信息以后 对应零件模 型的信息难以保持同步更新 基于以上原因 提出 了 平台下注射模 C A D系统 B C M表功能模块的 模具 r l k 2 0 1 0 年第3 6 卷第l1 期 开发 2 功能定义及设计 2 1 功能定义 t Y IV I 模块具有以下功能 自动从模型中提取 零件B C M信息 零件命名规则开放 给出缺省配 置 支持装配 非装配情况 B C M表输出内容与 格式可配置 支持外部 M表的导入功能 模块 提供的1 3 G V l表功能克服了上述 2 种常用方法的缺 点 既达到了全自动识别零件信息和出表的效果 又保证了识别过程和 B C M表格式 内容可配置的特 点 为众多模具企业提供了足够的使用自由度 2 2 功能设计 在注射模C A D设计中 模具结构组织特点可以 用产品结构树来表达 产品本身为树根 组成产品 的每一零部件均为树的节点 t Y l V l程序将此产品结 构树的相关信息以一定的格式识别出来并存储到 程序临时变量中 经程序交互界面确认信息后 最 终输出到 E x c e l表格中 一定的格式 即指 KM 程 序采用的数据结构 系统采用树型数据结构组织模 具产品结构树的信息 程序首先定义一个全局树结 构变量 然后用模具产品结构树本身的装配结构信 息初始化全局树变量 树根即为产品装配模型的根 节点 其他装配节点则分别与全局树变量的其他子 节点一一对应 得到图 1 所示的对话框左边 装配 树列表 部分 B C M表功能模块的工作过程如下 启动 B 程序后 通过点击 识别零件信息 按钮 程序自动 从产品结构模型中识别 提取 M信息 并将这些 信息存放到前面已初始化的全局树变量中 B C M信 息识别完成后 可通过在图 1 对话框左边模具 装 配树列表 中选择零件节点 查看其对应的B C M信 息 同时还可编辑修改任何一个零件节点的B C M信 息 单击 F wo r t B C M 按钮即可按一定格式和规范 输出模具的 M表 在退出本模块时 程序自动把 包含所有零件 B C M信息的全局树变量保存到磁盘 上 供下次使用 以便节省识别时间和避免重复输 出t O V I 信息 如果用户对生成的 B C M表进行了编 辑 则可通过再次调用 t Y l V l程序 使用其 Im p o r t B C M 导入功能 把这些更新及时映射到产品实体模 型上 图 1 U G平台下开发的 B C M功能模块界面 3 KM 表功能实现及相关技术 3 1 模具产品结构信息初始化 程序首先定义一个全局树变量 用来存储模具 产品的组织结构信息 然后遍历模具产品结构树并 将访问到的所有模具零件位置结构信息一一映射到 程序树变量中 保证构成模具产品结构的每一个零 件都与内存模型中全局树变量的一个子节点唯一对 应起来 这个过程就是模具产品结构信息的初始 化 程序实现流程参见图 2 具体算法如下 1 在U G平台下打开模具三维 C A D实体装配 模型 读取装配树根节点 即第一层的唯一节点 经 判 断 该 节 点 为 装 配 体 获 取 其 基 本 信 息 I F A S a 出 a 坤 e n a t a 2 1 如节点零件名称 等 用这些基本信息构造程序全局树变量的树根节 点 2 读取装配模型中根节点下的所有零件子节 点 假设子节点数为p a r t o c c n n 将该 p a r t o c c m r n 个子节点存放到临时数组 c h i l d p a r t o c c s 只需调用 A P I 函数 U F a s k p a r t o c c c h i ld r e n i 豫 口 可 模具工业 2 0 1 0 年第3 6 卷第1 l期 1 3 开始 打开三维C A D实体装配模型 读取第一层的节点 根节点 依次获取节点类型 燮 燮笙 I 是 l 获取装配基本信息并为全局树 变量创建一个对应的子树节点 读取装配体第一层的节点 图 2 模具产品结构信息初始化流程 另外 定义一个循环变量 i 令 i 0 3 获取第 i个零件子节点的类型 4 如果类型为装配体 则获取其基本信息 U A S a 出砌坤 e r a t a 用获取到的基本信 息为程序全局树变量构造一个对应的子树节点 然 后以该装配体零件节点为根节点 调用递归函数 C y c l e A l l P a r ts 直至所有零件节点都没有子节点 同 时也在这个过程中不断为程序全局树变量构造相 应的树节点 当C y c l e A l l P a r t s 递归函数执行完毕 即 回溯到步骤 3 中第 i个零件子节点的状态时 令 i i十1 步骤 4 结束 5 如果类型为零件 则直接获取该零件节点 的基本信息 U F a s k 朗t d a t a 并为程 序全局树变量相应地构造一个叶子节点 令 i i 十 1 6 如果 i0 从栈中弹出一个元素 并将该 元素的 下一个 兄弟节点赋值给 t o x p n o d e 栈顶指 针 to p 减 1 如果t o p 0 算法结束 6 重复执行步骤 2 5 直到t o p 0 算法 结束 以上即为实体装配模型 M 信息的非递归识 别算法 以图 3 所示装配树为例 算法的具体实现 过程为 识别根节点A A进栈 识别 A的子节点B B进栈 B没有子节点 出栈 识别B的后继兄弟节 点 C c进栈 识别 c的子节点E E进栈 E没有子 节点 出栈 E没有后继兄弟节点 栈内下一个节点 C出栈 识别C的后继兄弟节点D D进栈 识别 D 的子节点 F F 进栈 F没有子节点 出栈 识别 F的 后继兄弟节点G G进栈 G没有子节点 出栈 G没 有后继兄弟节点 栈内下一个节点D出栈 D没有 后继兄弟节点 栈内下一个节点A出栈 A没有后 继兄弟节点 栈为空 算法结束 3 3 零件类 J IJ n 数量的自动识别关键技术 在识别具体零件的类别 尺寸 数量等关键 t3 lv l信息时 功能模块采用了一种纯几何信息识别 的方式 使得t 3 C M信息的识别完全独立于风格多变 的零件属性 杜绝了设计习惯多样化引入的信息二 义性 从技术上保证了零件B C M信息的绝对可靠性 和准确性 单个模具装配节点的关键 t3 O V I 信息识别 算法描述如下 1 程序为当前模具装配节点定义一个实体零 件链表 用来分类汇总地记录包含在该装配节点中 的所有实体零件 链表初始化为空 2 遍历该装配节点 在其 中查找三维实体几 何对象 即实体零件 3 若未找到 则说明该装配节点只是一个空 节点 里面不包含任何实体零件 对应的实体零件 链表保持为空 当前装配节点的零件 B M信息识别 结束 4 若找到实体对象 则分析该三维实体的几何 信息 如该实体包含的面的个数 边的条数 该实体 是方料零件还是圆料零件 该实体对应最小包络体 尺寸等 5 动态创建一个链表节点 将步骤 4 分析得 到所有几何信息及其对应的三维实体标识记录到该 链表节点中 并将该节点追加到当前装配节点对应 的实体零件链表中 得到当前装配节点的第一个实 体零件 零件尺寸为最小包络体的外形尺寸 零件数 量为 1 6 继续在当前装配节点中遍历新的三维实体 几何对象 7 若未找到 则说明当前装配节点仅包含一个 实体零件 即前面已识别过的第一个实体零件 装配 节点的零件 B C M信息识别结束 8 若找到新的实体对象 则仍然分析其几何信 息 并将分析结果依次与实体零件链表中已有的每 一 个节点进行匹配 匹配的内容包括 实体面的个 数 实体边的条数 实体是方料零件还是圆料零件 实体零件的尺寸等4 项 9 11 未找到几何信息匹配的链表节点 说明该 实体对象代表一个新的零件类别 则需动态创建一 个新链表节点 并相应记录刚识别到的新实体零件 信息 1 0 若找到几何信息匹配的链表节点 则说明 当前实体对象是已有零件类别的一个新的实例 则 将该匹配链表节点对应的实体零件数量加 1 而不 需要创建新的链表节点 1 1 重复步骤 6 1 0 直至满足步骤 7 算 法结束 3 4 B C M 报表导出及导人的相关实现 B C M 报表的导出 即生成 M 和导入主要涉 及到数据库访问技术 在制造业中 鉴于零件数据 库结构比较简单 系统的后台数据库常采用E x c e l 文件 H o E x c e l文件访问 读写 技术有很多种 常见 的有 O D B C A 2 c t i v e X A m o mt i o n 等 利用C D I 3 C访问E x c e l是将E x c e l文件当成一个 关系数据库来处理 其重点是数据的读写 对于E x c e l表格的格式不具备理想的处理能力 而利用A c t i v e X A m a m t i o n 技术 则可以通过 E x c e l应用程序提 供的接口和服务 直接操纵E x c e l表格本身 包括数 据和格式处理 具有很强的灵活性 M 系统由于 模具工业 2 0 1 0 年 第 3 6 卷 第 l1 期 1 5 对生成的 M表内容和格式均有一定要求 所以采 用后一种方法 为了使B C M表功能模块能够适用于不同企业 采用了可配置技术 B C M 表的可配置包括 2 个方 面 一是 内容的可配置 一是格式的可配置 B C M 表 导出 导入内容的配置通过配置文件实现 配置文 件的具体写法可以参照 日 一E S Y SI d EX Ct 一 1E m E F 伍 一 d e s i g n 茔 一B0 r r dm e x c e l BCM C F A I r E C EL一1 H皿 x l s R ES F L T 一1 E P A TH F MI I V I d e s i g n M0M B m由r 卜 e x c e l E F 一nEM 一 8 E T S 一R 7 E 一RDW TY P E 1 E P T r E N 一C I fil e n a me 1 2 p a r t n a me 3 4 it a n o 5 5 fin is h e d dz e 6 6 q u a n t i t y 7 7 ma t e r i 8 8 s u p p li e r 9 9 r n 1a d 1 0 1 0 E 一 噩 以 p 一 E M 3 ER 8 D 棚 P I3 R T I 一C 0 t I file n a me 1 p a r t n a me 3 i t ff n n o 5 f i n i s h e d s i z e 6 q u a n tit y 7 ma t e r ia l 8 s u p p li e r 9 n 1 a d 1 0 以导出 M 表为例 程序首先从配置文件中读 取 B C M 表应该输出的内容 前提当然是这些内容包 含在识别到的模具 B C M信息里面 以及这些内容在 E x c e l 中所处的位置 即 D瓣r I I I 然 后程序从识别到的模具1 3 C M信息里面提取需要输 出的信息 利用 A c t i v e X A u t a mt i o n技术读写 E x c e l 文件 将这些 M 信息输出到Exc e l文件中 从而完 成 B G V I 表的导出 3 1 V I 表的格式配置也在这个过 程中完成 格式配置的具体内容包括字体 大小 颜 色 对齐方式 是否合并单元格 单元格的边框线条 粗细等 具体实现方法是 程序先从配置文件中读取 B O M表的Exc e l模板 即 S Y S I 任X 姐 用 吼A I E 然后将这个模板文件的路径显示在程序界面上 之 后程序在导出t 3 V I 表时 先打开模板文件 然后读 取模板文件的E x c d格式 最后在导出模具 3 O M信 息到E x c e l文件中的同时 将这些信息设置成模板文 件的格式 从而完成t 3 1 V l表格式的配置 3 5 1 3 C M表自动生成实例 图4 是模具产品设计完成之后的三维实体装配 模型 图5 是利用B 表功能模块生成的模具t 3 1 V l 表清单 4 结束语 B C M表功能模块具有如下特点 自动识别零 图4 模具产品的三维实体装配模型 下转第 1 9页 模具工业 2 0 1 0年 第 3 6 卷 第 1 1 期 1 9 情况下采用 A L 5 0 2 0 来代替原先的 A L 1 0 5 0 P 后盖在 成形过程中两侧拉裂现象大为降低 同时前端的褶 皱也大为减弱 质量及良品率提高很多 达到了预 期的目的 5 结束语 利用冲压成形分析软件 D y n o l i i l可以预测板 料在成形前的各种缺陷 提前判断各种缺陷对成形 件的形状影响 从而采取相应措施 包括改变相应 材料 修改模具等 来减少褶皱 拉裂等现象 因此 应用数值分析技术可以在实际生产中提高生产率 减少不必要的损失 参考文献 1 周永新 刘红 基于 D 帅a f c 咖 的多次拉深工序优化设 计 J 现代制造工程 2 0 0 9 9 1 0 6 1 0 8 2 李奇涵 张庆芳 汽车纵梁冲压回弹的数值模拟研究 J 机械制造研究 2 0 0 8 4 3 9 4 1 3 赵叶峰 U型件弯曲成形中回弹的数值模拟研究 拖拉机与农用运输车 2 0 0 5 2 4 2 4 4 4 罗益旋 丁敏 最新冲压模具设计手册 K 北京 化 学工业出版社 2 0 0 4 5 蔡学瑜 U形件板料 自由弯曲回弹角计算数学模型的 研究 J 机电工程技术 2 0 0 5 9 5 8 6 9 6 张英云 最新实用金属材料手册 K 南昌 江西科学 技术出版社 2 0 0 6 上接 第 l5页 0C h e c k e d l A p p r o v e d l D W o 5 P a r lH a Ie 1 1 1 D 孵 幻 1 e 2 2 2 2 h v 0 啪协 5 5 6 5 P a t o 6 6 柏 o ld 7订7 D m 0 m 1 m f e r a ke I o D e a 自 t io n 口 州甜 嵋I VI E W F I e d S z e l S T B Or d e 憎 I S I z e S D ll e r L ln l tD R e ma d OSC o mp O W 0 9 4 1 C A1 0 0 1 o o C 吖l N S E f 玎 1 2 s o 0 0 0 x 2 3 0 0 0 0 x 6 5 1 1 0 N D W 0 9 0 4 1且 o 1 s u B C A V IT Y S U B IN S E R T 4 8 5 1 3 0 5 5 x 1 2 0 1 7 N 1 2 o v 帅 9 讲1 一 c A 1 O 2 s u 8 1 0 2 C A V IT Y S U B S E R T 1 l 4 8 5 1 9 x l 3 6 8 x l 3 4 8 1 N 行 D W 0 9 4 t c O S U B 1 O 3 C A V IT Y S U B IN S E R T 1 4 8 5 1 t 3 6 椒1 3 4 8 1 N 1 洲 1一 c A s U 日 1 蹦 C A V Y S 埘 IN S E R T l D 2 5 口 O 4 4 N 1 5 D W 0 9 I 1 a 0 5 S U B 1 C A V I T Y S U B tN S E R T n 2 5 0 0 0 x 43 9 9 4 N 站 D W 0 O 0 4 1 一 1 0 6 S U B 1 0 6 C A V r Y S U B 利 S E R T I I D z 5 O 3 g N 矾 9 04 1 0 1 0 7 s U B 1 0 7 C A W T YS U B tN S E R T 1 I D 2 1 5 o o x 5 3 O 4 4 N I 1 日 0 W o 吡 0 8 S U B 1 o 8 C A V IT Y S u B IN S E R T 警 4 6 8 1 0 x 2 5 0 0 0 x 2 2 0 0 0 D W 0 J 4 1 C A1 O 9 P 1 0 9 C A V IT Y F 1N 1 4 8 5 1 9 x 1 4 O O O x t 5 0 0 o 9 1 C A1 1 0 P IN C A P i N l J 4 8 5 1 9 x 1 4 0 0 0 1 1 D W 09 0 41 CA 1 1 1 Pt N C V H P 48 5 19 x1 1 O x 11 00 0 艘 O W 0 9 4 T C A T 2 蹦 l r2 C A m P 4 6 5 0 8 x 6 0 0 0 x 4 5 D W O 州 1 C A 1 1 3 P IN C A V IT Y P i N 4 0 3 1 8 x 5