1 概述
在液壓系統(tǒng)中,液壓管路作為傳遞信號(hào)和載能介質(zhì)的通路,其重要性不言而喻。傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)采用二維設(shè)計(jì)軟件,要求設(shè)計(jì)人員在二維圖紙上進(jìn)行布管工作。由于系統(tǒng)的三維空間結(jié)構(gòu)反映到二維圖紙上的復(fù)雜性,給布管工作帶來(lái)很大難度。二維管道設(shè)計(jì)不形象、不直觀,難以判斷液壓管路的走向和干涉情況,容易出現(xiàn)漏件現(xiàn)象。與二維設(shè)計(jì)相比,三維設(shè)計(jì)可以清楚地反映管道的空間走向與連接關(guān)系,使得配管設(shè)計(jì)布局更合理、更經(jīng)濟(jì);可有效避免管路干涉;有利于工程機(jī)械管路現(xiàn)場(chǎng)裝配。Pro/E的Piping模塊專注于3D管道系統(tǒng)設(shè)計(jì),該模塊建立的管道系統(tǒng)可與組件中的其它元件或特征關(guān)聯(lián)起來(lái),并隨著它們的變更而相應(yīng)更新。
PDM(Products Data Management)是基于Windchill的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),PDM以產(chǎn)品為中心,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),把企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所有與產(chǎn)品有關(guān)的信息和過(guò)程集成起來(lái)。結(jié)合PDM強(qiáng)大的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品液壓系統(tǒng)的三維設(shè)計(jì),縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,降低成本,提高質(zhì)量,為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
2 PDM中三維布管解決方案
液壓系統(tǒng)中三維管路設(shè)計(jì)主要有硬管和軟管總成兩種。硬管屬于普通的零件,當(dāng)裝配結(jié)構(gòu)固定時(shí),其狀態(tài)唯一,可以直接檢入PDM系統(tǒng),并生成對(duì)應(yīng)的部件。軟管總成包括兩端的軟管接頭和軟管,屬于柔性件,同一物料對(duì)應(yīng)多種安裝狀態(tài)。而Pro/E設(shè)計(jì)中要求不同結(jié)構(gòu)、狀態(tài)的物料需要使用不同的物料號(hào),顯然三維設(shè)計(jì)的底層代碼設(shè)計(jì)并不能滿足實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。
假定軟管總成為整體采購(gòu)件,其子項(xiàng)不單獨(dú)采購(gòu)。在三維管路設(shè)計(jì)中,對(duì)每一個(gè)安裝狀態(tài)的軟管總成定義不同的圖號(hào),通過(guò)集成將不同狀態(tài)的軟管總成檢入PDM系統(tǒng),生成臨時(shí)部件。在軟管總成部件的同一屬性參數(shù)中,填寫ERP采購(gòu)物料號(hào)。通過(guò)PDM-ERP接口程序的控制,實(shí)現(xiàn)ERP中BOM的搭建。BOM結(jié)構(gòu)演變過(guò)程如圖1所示。
圖1 液壓軟管BOM結(jié)構(gòu)演變過(guò)程
3 三維布管設(shè)計(jì)流程
PDM中三維布管的一般流程如圖2所示,其中虛線框中為軟管總成的設(shè)計(jì)流程,硬管的設(shè)計(jì)流程相對(duì)簡(jiǎn)單,不再贅述。
圖2 PDM中三維布管的主要流程
3.1 創(chuàng)建布管組件和骨架模型
布管組件是一個(gè)液壓(子)系統(tǒng),與一般組件的創(chuàng)建方法一致。在布管組件中,首先創(chuàng)建管路總體骨架,然后在骨架模型下收縮包絡(luò)參考模型,為液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供裝配基準(zhǔn)。收縮包絡(luò)時(shí)避免包絡(luò)多余模型,避免出現(xiàn)交叉包絡(luò)現(xiàn)象。骨架模型保留了實(shí)體模型的外形特性、占內(nèi)存少,有利于提高布管的速度,不影響布管參照與進(jìn)行干涉檢查。檢入PDM系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別骨架模型,控制其不生產(chǎn)部件。
3.2 軟管總成的設(shè)計(jì)
在布管組件中創(chuàng)建軟管總成子組件,進(jìn)入管道模式并激活此組件。裝配兩端的軟管接頭,建立管線,進(jìn)行管道設(shè)計(jì),生產(chǎn)管道實(shí)體。為了提高設(shè)計(jì)效率,應(yīng)該建立相應(yīng)的接頭庫(kù)和管線庫(kù)。生成管道實(shí)體時(shí)注意選擇管道實(shí)體模板,否則會(huì)造成管道實(shí)體參數(shù)不全。同時(shí),通過(guò)參數(shù)控制軟管接頭和管道實(shí)體不產(chǎn)生部件,這樣BOM中就不會(huì)出現(xiàn)多余的物料。軟管總成模型結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 軟管總成模型結(jié)構(gòu)
3.3 工程圖設(shè)計(jì)
液壓系統(tǒng)工程圖和普通工程圖不同之處在于,液壓工程圖要顯示骨架模型,以便查看管道的走向、安裝和定位。根據(jù)前面所述解決方案,軟管總成的采購(gòu)物料號(hào)是在檢入PDM系統(tǒng)后填寫,因此管道工程圖中不能體現(xiàn)軟管總成的物料信息。另一方面,三維模型中不同狀態(tài)的軟管總成采用不同的圖號(hào),而實(shí)際采購(gòu)時(shí)關(guān)注的是采購(gòu)型號(hào),所以該圖號(hào)在工程圖中顯示沒(méi)有實(shí)際意義。在工程圖中的重復(fù)區(qū)域中添加關(guān)系,當(dāng)ptc_common_name為軟管總成時(shí),圖號(hào)統(tǒng)一顯示“H”,如圖4所示。
圖4 軟管總成模型結(jié)構(gòu)
3.4 檢入PDM系統(tǒng)
工程圖設(shè)計(jì)完成后,檢入PDM系統(tǒng)。為了完善軟管總成的物料和型號(hào)信息,采用軟管表方案。在PDM系統(tǒng)中,選中布管組件對(duì)應(yīng)的部件,以它做為入口部件輸出軟管表,如圖5所示。其中物料號(hào)、型號(hào)和數(shù)量由系統(tǒng)直接導(dǎo)出。軟管表中的物料號(hào)為在軟管總成部件屬性參數(shù)中填寫的ERP采購(gòu)物料號(hào);型號(hào)為該物料號(hào)對(duì)應(yīng)的軟管總成的實(shí)際采購(gòu)型號(hào);數(shù)量與模型結(jié)構(gòu)中一致。圖內(nèi)序號(hào)為工程圖中的球標(biāo)序號(hào),通過(guò)此列將工程圖明細(xì)欄和軟管表對(duì)應(yīng)起來(lái)。此外,軟管表還可以添加一些其它項(xiàng)目,更清晰的反應(yīng)所選管路的參數(shù)信息和聯(lián)接位置信息。圖紙和軟管表簽審?fù)戤吅,即可打印下發(fā)。
圖5 PDM系統(tǒng)輸出軟管表
4 結(jié)論
利用Pro/E的管道模塊,結(jié)合PDM數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的全三維設(shè)計(jì)。針對(duì)柔性軟管總成,給出了PDM系統(tǒng)中的解決方案。采用軟管表可以有效避免管路因長(zhǎng)度不合適而經(jīng)常變更圖紙的情況,節(jié)約產(chǎn)品研發(fā)成本。三維布管適宜于在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)液壓系統(tǒng)的企業(yè)中推廣,能提高液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率,規(guī)范設(shè)計(jì)方法,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
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本文標(biāo)題:2014產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文:基于PDM的三維布管技術(shù)研究
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