一種caiaubing1470管線客戶化定制方法

一種caiaubing1470管線客戶化定制方法

0管路環(huán)境定制catia5是dassal引入的三維圖形設(shè)計(jì)系統(tǒng)。這是國際航空工業(yè)中最選定的設(shè)計(jì)軟件。其中TubingDesign模塊以其基于管路特征創(chuàng)建和管理管路設(shè)計(jì)等的強(qiáng)大功能而日益受到重視,在國內(nèi)各大主機(jī)廠所得到廣泛應(yīng)用。但是,CATIA的TubingDesign模塊所帶標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則和管路零件庫只有基本功能的一個(gè)樣例,要將管路模塊應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中,必須根據(jù)企業(yè)所采用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管路環(huán)境定制,統(tǒng)一本單位管路標(biāo)準(zhǔn),擴(kuò)充零部件庫。在CATIA幫助文檔里面對管路環(huán)境定制的介紹比較簡單,蔣代兵研究了管路環(huán)境的定制,但未提及管路標(biāo)準(zhǔn)件建模方法和管路零件自動(dòng)擺放規(guī)則。管路環(huán)境的定制主要包括項(xiàng)目定制、系統(tǒng)文件定制及管路零部件庫定制。項(xiàng)目是為建立客戶自己的文件系統(tǒng)而創(chuàng)建新項(xiàng)目,包括建立文件夾、編輯環(huán)境、創(chuàng)建項(xiàng)目文件夾、新建項(xiàng)目、選擇新建項(xiàng)目;系統(tǒng)文件是管路設(shè)計(jì)的支持文件,包括特征字典、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則等的定制;管路零部件作為管路系統(tǒng)的主要構(gòu)成元素,是管路設(shè)計(jì)的核心,因此,標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則的定制應(yīng)與管路零部件的特征相統(tǒng)一。本文將航空標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等統(tǒng)一構(gòu)建一個(gè)管路標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)自動(dòng)擺放規(guī)則,定義管路零部件端頭屬性,構(gòu)建管路零部件庫。同時(shí)介紹了直硬管、彎硬管及軟管的建模方法。1微織構(gòu)件的分類及參數(shù)通常在航空企業(yè)中所采用的管路標(biāo)準(zhǔn)包括航標(biāo)、國標(biāo)、企標(biāo)等,均為公制單位,在CATIA中使用管路模塊時(shí)必須符合所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),因此在對TubingDesign模塊進(jìn)行定制時(shí),首先要根據(jù)HB、GB、QB等標(biāo)準(zhǔn)建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。管路標(biāo)準(zhǔn)在TubingStandardsMM.catalog文件中進(jìn)行定制,該文件規(guī)定了管路模塊在管路設(shè)計(jì)時(shí)所用的屬性值。在管路模塊樣例中的標(biāo)準(zhǔn)包括EndStyle、BendingRules、MaterialCategory、MaterialCode、PartCode、PartName、NominalSize、TubeDimensions、LengthRules、WallThickness、Rating、Schedule、DimensionCode等十三種屬性標(biāo)準(zhǔn)。各屬性標(biāo)準(zhǔn)含義和定制如下所述。DimensionCode指尺寸代碼。SSTLMM標(biāo)準(zhǔn)中包含Dimensioncode1、Dimensioncode2等,自建標(biāo)準(zhǔn)中可以不更改,管路標(biāo)準(zhǔn)件建模中也可以不設(shè)。Rating是指法蘭等級。SSTLMM標(biāo)準(zhǔn)中所列150、300等等級,屬于美標(biāo)壓力等級,如150#相當(dāng)于國標(biāo)2.0MPa。自建標(biāo)準(zhǔn)中可以不更改,管路標(biāo)準(zhǔn)件建模中不設(shè)。Schedule是鋼管壁厚的一種表示方法。SSTLMM標(biāo)準(zhǔn)中所列的40、80及STD、XS、XXS分別為采用管子的表號及管子重量,表示管壁厚度。而我國是采用WallThickness管壁厚度尺寸表示管壁厚度。自建標(biāo)準(zhǔn)中可以不更改,管路標(biāo)準(zhǔn)件建模中也可以不設(shè)。BendingRules、MaterialCategory、MaterialCode、PartCode、PartName、NominalSize、TubeDimensions、LengthRules、WallThickness等管路屬性均按航標(biāo)、企標(biāo)等進(jìn)行綜合后更改。BendingRules為彎曲半徑,如2D、2.5D等。MaterialCategory為材料分類,如Carbonsteel、Stainlesssteel、Copper、Aluminum等。MaterialCode為材料代碼,如T3、5A02-O、20A、1Cr18Ni9Ti等。PartCode為零件標(biāo)記,如Q/16S-144-8、HB4-4-8等。PartName為零件名稱,如直通管接頭、四通管接頭、D型四通管接頭等。NominalSize為導(dǎo)管外徑,如4mm、6mm、8mm等。TubeDimensions為導(dǎo)管尺寸表,表中包含導(dǎo)管的NominalSize、Schedule、BendDiameter(mm)、OutsideDiameter(mm)、WallThickness(mm)等。LengthRules為導(dǎo)管長度規(guī)則表,表中包含導(dǎo)管的MaterialCategory、MinNominalSize、MaxNominalSize、MinStraightLength(mm)、MaxLength(mm)、MaxBendAngle(deg)、StandardLength(mm)等。WallThickness為導(dǎo)管壁厚,如0.5mm、1mm等。EndStyle為管路零部件的端頭屬性,各種不同標(biāo)準(zhǔn)的管路零部件端頭屬性各不相同,如無擴(kuò)口端頭屬性,航標(biāo)5970無擴(kuò)口管接頭擴(kuò)口角度為24°,而企標(biāo)無擴(kuò)口管接頭的角度有60°、80°。由于端頭形式直接與自動(dòng)擺放及端頭匹配相聯(lián)系,在字典文件中自建類有時(shí)不支持自動(dòng)擺放,因此,在建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的情況下,將無擴(kuò)口段管端頭的屬性再進(jìn)行細(xì)分,通過創(chuàng)建不同的端頭形式來支持自動(dòng)擺放功能。如接頭端頭型式增加角度標(biāo)識如:FFSM60→FLARELESS60MALE;FFSM80→FLARELESS80MALE。2log文件定制對管路設(shè)計(jì)規(guī)則定制的目的主要在于設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)管路零件的自動(dòng)擺放,約束匹配的零件類型。設(shè)計(jì)規(guī)則在TubingDesignRules.catalog文件中定制,包括管路零件擺放時(shí)的功能物理映射、屬性過濾、端頭兼容規(guī)則和自動(dòng)擺放規(guī)則。該規(guī)則不能新增條目,但可以更改規(guī)則。其中,功能物理映射是擺放零件時(shí)將管路功能與零件類相對應(yīng),若不新增零部件,此文件不許改動(dòng)。屬性過濾是在擺放零件時(shí)可以通過設(shè)置屬性過濾值來減少可擺放零部件時(shí)顯示零件的數(shù)量,方便零件的查找。管路模塊中原有的管路端頭屬性兼容規(guī)則和自動(dòng)擺放規(guī)則僅有擴(kuò)口管路的樣例,因此,需對這兩個(gè)規(guī)則進(jìn)行定制。2.1t4.2兼容性檢查自動(dòng)擺放過程為:當(dāng)在一個(gè)零件連接點(diǎn)上開始擺放另一個(gè)零件時(shí),首先調(diào)用Tubing-Compatibility.txt檢查端頭兼容性,如兼容則調(diào)Tubing-AutomaticParts.txt檢查該兩零件間是否需要增加某個(gè)零件,如此重復(fù),可以自動(dòng)擺放多個(gè)零件,但最多不超過10個(gè)零件。如Union與Tube相聯(lián)接,則首先檢查Union端頭形式為FLARELESS80MALE,TubingStraightTube端頭形式為PLAINSQUAREEND,其端頭形式是兼容的,則在此兩零件間擺放TubingNut,通過兼容性檢查可以確定應(yīng)選擇端頭形式為QB80TAPER/B-NUT的TubingNut。再檢查Union與TubingNut相連接時(shí)的端頭屬性的兼容及自動(dòng)擺放規(guī)則,可以擺放TubingBNutSleeve,再檢查Union與TubingBNutSleevet相連接時(shí)的端頭屬性的兼容及自動(dòng)擺放規(guī)則,可以擺放TubingUnionTube,如圖1。2.2端頭屬性的匹配端頭屬性兼容規(guī)則是在零件擺放時(shí),比較兩零件的端頭屬性是否匹配。由于在端頭屬性中根據(jù)航標(biāo)、企標(biāo)增加了管路端頭屬性,因此,此表必須進(jìn)行更改。該表包含7列,屬性名1和2、標(biāo)準(zhǔn)1和2、屬性值1和2、兼容等級,如圖2。2.3零件庫改變劑自動(dòng)擺放規(guī)則是在零件擺放時(shí),自動(dòng)在兩零件間擺放一個(gè)的零件。同樣由于在零部件庫中增加了航標(biāo)、企標(biāo)等零件,因此該表也必須進(jìn)行更改。該表包含了7列,零件類型1和2、標(biāo)準(zhǔn)1和2、端頭屬性名1和2、自動(dòng)擺放類型。如圖3。3t使用pecifictim.catal庫管路零部件庫是組織和管理管路零部件的文檔,用于存放、檢索和管理幾何部件,以備在CATIA模型中重復(fù)使用。包含TubingParts.catalog和TubingSpecificationsMM.catalog兩種庫。TubingParts.catalog是基本庫,應(yīng)包含全部的管路零部件,管路模塊中管路零部件的擺放均從此庫中調(diào)用;TubingSpecificationsMM.catalog庫是對TubingParts.catalog庫中的零部件利用特定屬性進(jìn)行重新分類組合。管路零部件根據(jù)建庫方法可以分為兩類,外套螺母、平管嘴、三通接頭等管路標(biāo)準(zhǔn)件及閥門等成附件為第一類,其特點(diǎn)是建庫時(shí)的實(shí)體與擺放時(shí)的實(shí)體相同,如標(biāo)準(zhǔn)件擺放于任意位置,其實(shí)體和PartNumber都不變;軟管、硬管等管路為第二類,其特點(diǎn)是該零件在擺放時(shí)實(shí)體形狀與建庫時(shí)的實(shí)體不同,如同一成品號的軟管組件擺放在不同位置其,彎曲半徑不同。3.1t4方法的t4模型第一類零部件的建模方法較為簡單,直接建立實(shí)體零件,然后在TubingDesign工作臺中,選擇“BuildTubingPart”命令,依次完成管路零部件的類的定義、模型創(chuàng)建、參數(shù)化驅(qū)動(dòng)和管路連接屬性定義。3.2基于利益相關(guān)的零件建模第二類零部件建模與第一類零件建模最大的不同點(diǎn)在于實(shí)體的建立方法不同,直硬管采用工具Shaft創(chuàng)建實(shí)體;彎硬管和軟管采用以當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系為基礎(chǔ),采用工具Rib創(chuàng)建實(shí)體。硬管的端頭形式有擴(kuò)口、無擴(kuò)口、滾波等形狀。直硬管可以表達(dá)出端頭形狀如擴(kuò)口、滾波等。彎硬管在管路建模時(shí)由于受擺放模式的限制,不能表達(dá)端頭形狀細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。第二類零部件建模有兩種方法。一種方法是利用管路模塊現(xiàn)有的零部件進(jìn)行更改;另一種方法是自己重新建模。方法一:采用管路模塊現(xiàn)有的TUBE_BENDABLE_TIV.CATPart、TUBE_BENDABLE_TVII.CATPart、TUBE_BENDABLE_TVII_TIV.CATPart、TUBE_FLEXIBLE_TIV.CATPart、TUBE_FLEXIBLE_TVII.CATPart、TUBE_TIV.CATPart、TUBE_TVII.CATPart、TUBE_TVII_TIV.CATPart等零件實(shí)體及表格進(jìn)行修改,修改完成后,測試其可以在管路模塊中應(yīng)用。然后采用UltraEdit-32工具軟件打開零部件模型,更改字典文件為用戶指定字典文件名,將CATTubingSample.CATFct更改為CHRDI_CATTubing.CATFct,如圖4。方法二:1確定可覆蓋參數(shù)直硬管建模在擺放時(shí)的特點(diǎn)是,其導(dǎo)管長度TubeLength是由直RUN上相鄰兩個(gè)零件連接點(diǎn)之間的距離來決定,必須設(shè)置成可覆蓋參數(shù)。直硬管采用工具Shaft創(chuàng)建實(shí)體;然后在TubingDesign工作臺中,選擇“BuildTubingPart”命令,依次完成管路零部件的類的定義、模型創(chuàng)建、參數(shù)化驅(qū)動(dòng)、覆蓋參數(shù)和管路連接屬性定義。2ribpath的生成彎硬管以當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系為基礎(chǔ),采用工具Rib創(chuàng)建實(shí)體。其特點(diǎn)是在擺放時(shí),根據(jù)RUN上兩相鄰零件上連接點(diǎn)作為彎硬管的當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系,Rib的中心線是以RUN的中心線生成的多短線連接而成。當(dāng)RUN發(fā)生改動(dòng)時(shí),RibPath是重新繪制的,如圖5中幾何集RibPath中的元素是重新繪制,名稱也不一樣。彎硬管幾何兩個(gè)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系是在創(chuàng)建連接點(diǎn)時(shí)自動(dòng)生成的。彎硬管采用Rib創(chuàng)建實(shí)體,然后在TubingDesign工作臺中,選擇“BuildTubingPart”命令,依次完成管路零部件的類的定義、模型創(chuàng)建、參數(shù)化驅(qū)動(dòng)、覆蓋參數(shù)和管路連接屬性定義,與其他零件不同的是,在定義連接點(diǎn)時(shí),在定義連接點(diǎn)對話框中須選擇DefinenewGeometry,創(chuàng)建連接點(diǎn)。3實(shí)體結(jié)構(gòu)的建立軟管包括軟管組件和材料性軟管,材料性軟管端頭通常無特殊形狀,而軟管組件的端頭則包括外錐管嘴、收緊螺母等具體零件,如HB4-123～137等,在幾何結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)時(shí),若將這些零件表達(dá)出來,則可方便設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。軟管和彎硬管同樣以當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系為基礎(chǔ),采用工具Rib創(chuàng)建實(shí)體。表達(dá)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)時(shí),在PartDesign工作臺中,通過插入新Body,然后通過工具AxisToAxis和Rotation對新建body移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置,如圖6中的幾何體HB4-123-83。即建立了具有細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的軟管組件。因軟管的建模機(jī)制,端頭為彎頭的軟管組件不能采用此方法建模。成品軟管則可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改,建立更為詳細(xì)的帶細(xì)節(jié)的實(shí)體圖,需注意的是細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)必須通過當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系來建立,這樣在與之相連的連接接頭位置發(fā)生變化時(shí),細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)能一起移動(dòng)。軟管不通過PlaceTubingPart擺放,而是通過Flexingtuberouting建立的