基于模块化三维设计解决方案_凌俊

UGITC Technical Center基于模块化建模解决方案 作者：凌俊 审校：曾莉梅一、概述目前，三维设计已成为工程行业设计的主流方法，通过三维设计软件，设计者可直接将脑海中的三维空间实体，形象逼真地在计算机屏幕上体现，通过三维设计能够很好的体现设计者的意图。以三维模型作为产品最重要的信息载体，可以将设计、生产、管理等各个信息孤岛联系在一起，这催生出CAD/ CAM一体化三维软件。图1通过三维软件可以得到以下几个好处：(1) 利用几何造型技术获得的几何模型可供后续的设计分析和数控编程等方面使用。(2) 可以缩短新产品的试制周期，例如在汽车工业中，可缩短三维软件的设计制造周期。(3) 提高产品质量，如汽车车身表面等形状，需要利用计算机准备数据和完成随后的制造工作。(4) 方便三维软件制造厂和用户信息交流。例如，利用磁盘进行数据传送，用户要求三维软件制造单位能够交换信息和处理这些数据。(5) 提高三维软件加工设备的效率，需要计算机辅助处理数据，以提高设备利用率。(6) 在企业中建立联系各个部门的信息处理系统。二、企业中三维设计现状与需求经过近几十年的发展，在国内机械设计加工企业的生产中，CAD/CAM技术已经得到广泛的应用。但是国内一些企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备，以计算机代替画板绘图层次上，并没有真正体现三维软件的设计加工一体化思路。所以得改善国内三维软件企业的CAD/CAM应用状况，使它们能够真正做到快速、准确地对市场做出反应。三维设计软件的核心是三维模型，通过优化模型参数化设计，将设计者的设计意图更加有效的体现，并灵活方便地对模型进行修改，从而可以更加有效实现设计加工一体化，提升企业生成效率。三、联宏基于模块化三维设计解决方案Siemens NX软件是集成化的CAD/CAE/CAM系统软件（简称NX），广泛应用于航空航天、汽车、模具、机械等领域。它为工程人员提供了强大应用工具，这些工具可以对产品进行设计、工程分析、工程绘图、数控加工程序编制等，同时还提供了很多面向专业的应用工具。图2基于Siemens NX软件平台，联宏提出模块化三维设计解决方案。模块化三维设计主要从三个角度考虑：组件级、零件级和特征级。组件级模块化：适用于自行设计主机产品的公司。通过分析产品结构，根据结构特点分类，搭建组件重用对象。零件级模块化：适用于自行设计主机产品或者标准件公司。根据产品的特性，某些零件是系列化的或者只是参数的变化，搭建零件重用对象。以上可以通过PTS（产品模板工作室）实现。PTS是一套拥有可视化用户界面的，控制与获取产品知识和简化可重复使用复杂的相互作用的环境，可以建立强大的自定义参数化零件，并能够定制复杂的规则来驱动零件模型。图3PTS通过简单的数据录入，能快速生成用户需要的三维模型。产品设计完成后需要大量的验证工作及相关数据仿真，这些工作均能定义到PTS模板中，在生成产品的同时就能完成后续需要的大量工作。特征级模块化：适用于自行设计零件产品的公司。根据产品的特性，分析零件部分特征构成，搭建特征重用对象。可以通过UDF（用户定义特征）创建。用户定义特征可以让用户自行在NX软件中，将多个特征对象组合在一起，创建一个新的特征对象，并保存到UDF库中。当用户需要时，从UDF库中选择添加，添加UDF会被作为一个独立的特征处理，同时也可以将特征爆炸为基础特征的组合。PTS与UDF都是Siemens NX软件自有的功能，必须按照软件定义的规则创建和操作，有时，这些操作并不符合企业习惯，或者会有一些新的需求，这时就需要二次开发。NX二次开发是指在NX软件平台上，结合具体的应用需求，总结行业的设计知识和经验，使用主流编程语言，开发面向行业和设计流程的CAD系统。通过二次开发可以完全贴合企业的需求，实现模块化三维设计思路。四、总结三维设计已经被大多数企业接受并实施，在此基础上实现模块化三维设计，可以让机械设计更好地表达和运用，使得设计与施工完美结合，节约大量的人力，物