1 前言
主模型(Master Model)是基于PDM數據管理為核心的一個中央數據庫文件，它包括與產品相關的所有幾何和非幾何信息，用來為產品在生命周期中產品開發(fā)過程的各個階段和各個部門提供服務。主模型保證不同操作者之間工作的獨立性、安全性和工程數據的集中性。在PDM系統中，主模型就像一個交通樞紐那樣工作，用戶可通過單一的主模型完成其它技術任務，這些任務可由不同的工程師完成，非相關的人員無權更改主模型。本文以線卡凸凹模具設計為例，根據主模型的特點，利用NX相關部件間關聯建模WAVE技術，以PDM系統為數據管理平臺，模具設計人員在PDM系統調用結構設計人員設計的線昔主模型，并基于線卡主模型的幾何體和位置來設計凸凹模具，這種并行設計技術，保證了各部件的相關性，減少了設計更改時間，保證了設計的完整性。
2 主模型設計原理
虛擬裝配技術是形成NX主模型原理的主要技術基礎。虛擬裝配實際上是一種側重利用計算機軟件技術來體現產品裝配結構的方法。即在技術上，裝配件通過引用、保存和管理指向下面各級構件的指針，在裝載時動態(tài)地通過指針來調入各級構件以形成其自身。因此，利用虛擬裝配技術來實現主模型設計原理，保證了主模型和其它應用的相關性，使得所有工程參與者能共享三維設計模型，即主模型的三維模型數據為裝配、二維工程圖、有限元分析和加工等應用功能所使用。當一個應用程序數據發(fā)生變化時，其改變可以自動反映到設計的另一個應用版本中去。各個應用系統對模型中的數據有唯一和相同的解釋，數據模型全局一致，不同應用系統在數據交換過程中避免了各自解釋數據，也避免了產品數據的冗余合不一致現象。主模型設計反映了目前設計的主導方向，提高了設計效率和質量，減少重復設計等不利因素。
3 在PDM中主模型的數據結構
在PDM系統中，科室設計人員將NX模型數據檢入到PDM系統中， 在系統中建立起完整的產品結構，通過和版本，用戶權限管理相結合，用戶可以從系統中提取出需要的產品結構以及其所屬的零部件信息。當一個產品數據發(fā)生變化時，改變可以自動反映到設計的另一個應用系統中去。
如圖1所示，線卡主模型下包含了三維結構圖003-440-01，工程圖003-440-01_dwg，以及相關CAD文檔。，與需要同一團隊成員協同設計時，下游用戶只需下載需要的主模型零什（如圖2所示）。進行相關模型設計，主模型改變，與之關聯的模型也相應改變，包括結構設計圖、工程圖、模具圖、加工NC碼等相關數據。
圖1 主模型數據結構
圖2 在PDM中下載線卡主模型
4 在PDM中利用主模型進行并行設計的實現
主模型設計思想是一個由計算機支持的協同工作進行產品設計過程。產品數據存儲在PDM數據庫服務器中，在產品設計過程順序法中，各個部門之間的工作是并行的，信息流向是雙向的如圖3所示，各個部門之間是相對獨立的，但工作是一個有機整體，設計人員圍繞一個主模型協同工作。PDM系統根據制定的訪問策略保證只有合適的用戶和組才能訪問位于項目中特定生命周期階段的對象。一個研究項目由一個團隊人員不同角色的人員組成，設計人員可以通過PDM調用自己權限內的文件。項目負責人能查看項目工作進展情況。
在一個項目團隊中，結構設計師根據角色分配，設計出產品零件模型，并撿入到PDM系統中，同一團隊的工藝人員，根據加工零件的工藝性要求，如果需要設計該零件的模具。即往PDM系統下載零件主模型，進行模具設計。進行模具設計的工藝師是可以增加或刪除主模型特征，但不能存盤，無權更改主模型的數據�？赏ㄟ^裝配，引用主模型的特征信息。在裝配文件下，主模型只存在于裝配件所引用的零件中，并沒用復制到裝配件中，可以通過提取主模型的特征信息用于模具設計。
圖3 主模型下各部門之間的數據訪問和調用
以下利用線卡凸凹模具詳細設計過程來解釋如何利用主模型進行并行設計，如圖4所示為線卡凸凹模具在PDM中基于主模型的模具并行設計流程。
圖4 PDS中基于主模型的模具并行設計
利用主模型設計思想，可建立一個快捷，穩(wěn)定的CAD數據結構體系，實現了各個部門之間數據的共享，優(yōu)化了CAD系統。采用基于角色的權限控制，來確保整個系統運行的安全和可靠性。
5 基于主模型的線卡模具并行設計應用
以線卡模具凸凹模毆計為例。從PDM中下載線卡主模型三維實體模型，利用WAVE LINKED功能提取凸凹模特征曲線，保證凸凹模與主模型的相關性，即可完成凸凹模型腔設計，原理如圖5所示。
圖5 線卡凸凹模設計原理
實際操作如下：
1)進入NX軟件，新建模具文件003-400-02；
2)在PDM系統中，下載線卡主模型003-440-01；
3)在裝配中添加線卡主模型零件(003-440-01)，如圖6所示；
4)進入NX/WAVE功能。激活Wave Geometry Link。進入Assemblies→Wave Geometry Link；
5)WAVE LINK主模型三維實體；
6)Wavelink提取主模型外表面如圖7所示；
7)利用生成的曲面修剪凸凹模模板，得到凸凹模如圖8所示。
圖6 線卡生模型
圖7 Wavclink提取點模型表面
圖8 線卡凸凹模模型結構
6 結論
在模具設計應用中，主模型方法體現了并行設計的思想。該模型是目前我所常用的線卡凸凹模。利用NX主模型的并行設計，提高了模具制造的速度和質量，能夠更好地提高我所產品設計質量，減少重復設計、重復改模等不利因素。
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