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天津市仁好职业培训学校

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天津市仁好职业培训学校是天津市最早的一所由劳动和社会保障局批准的专门培训数控及模具操作技能的学校,也是目前天津市民办机构中数控技术培训规模最大、技术最强的学校。也是天津市第一所具备数控高级培训资质的民办学校。本校由于教学质量高,实训设备齐全,学生就业率高,所以被劳动局指定为天津市再就业培训定点单位。是天津市劳动局认定的第一个有数控高级培训资质的民办学校成为共青团市委、轻工技术学院、工业大学等十多家学校指定的实训基地。最近开展大学生、下岗再就业免费培训颁发证书。详情见公司网站:www.chncnc.com

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使用UG/WAVE进行产品参数化建模  

2010-06-07 10:45:42|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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参数化设计思想

  UG参数化设计思想可分为产品级和零件级两部分,产品级设计主要是为了分析产品功能,零件级设计主要解决如何实现产品功能的问题,设计思想如下:

  产品参数化设计思想:在使用UG软件进行产品设计时,首先根据欲实现功能详细构思产品的结构,然后用UG软件的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。分析产品的各个零部件之间的关系,利用WAVE几何链接器将有联系的零件做一关联,便于产品设计更新,更有利于系列化产品的设计。

  零件参数化设计思想:零件参数化设计将零件模型的构造工作划分为几何约束、尺寸约束、确定尺寸值和模型生成四个基本任务。模型生成是一项工作量巨大、琐碎但是有规律的工作,可以由计算机基于UG等三维CAD软件完成;形状约束、尺寸约束和尺寸值的确定是非规律性的创造性工作,由设计者根据设计要求设定,并建立零件特征之间的尺寸关联,用户修改零件模型时,只需输入一组新的特征尺寸值,或个别特征尺寸值,零件结构改变,而不需要重新设计,只需要更改某些特征参数即可。

  2 UG/WAVE参数化建模技术

  2.1传统参数化建模技术

  UG/WAVE技术是建立在传统的参数化建模技术基础上,并克服了传统的参数化建模技术存在的缺陷而发展起来的,将传统的参数化建模技术提高到系统与产品级设计的高度。随着虚拟制造技术的发展,传统的参数化建模技术逐渐不能满足设计的要求,主要体现以下几点:

  (1)利用传统的参数化技术建模时,产品的所有局部环节都要求参数化,并建立完整的尺寸参数及约束系。当产品结构简单、参数较少时,这种建模技术可行的,当产品结构非常复杂、参数较多时,建立产品模型将会变得复杂,模型的可靠性较低,难以维护。

  (2)传统的参数化建模技术将所有的参数放同一个层次之中,没有将总体参数与局部参数区开来,因而造成局部参数的变动会引起整体结构的变化,不符合自顶向下设计思想。

  (3)传统的参数化建模技术不利于并行工程的实施。

  2.2 基于UG/WAVE的参数化建模技术

  UG的WAVE技术在传统的参数化建模技术基础上引入了3项技术[1]:

  a.建立产品的控制结构(control structure),控制结构决定产品的定义。

  b.产品模型的同一层或不同层次之间关键几何模型可以进行关联拷贝 (associative copy),关拷贝用于表示几何模型之间的控制关系。

  c.几何连接器(geometry linker),其功能类似关联拷贝,只是用途不同。

  这3项技术的引入,使传统的参数化建模得到了极大地提升,不但保留了参数化系统在零件设计方面的传统优势,而且能方便地建立层次树状结构的产品模型,从根本上支持自顶向下的设计思想,用WAVE技术可方便地建立支持概念设计、装配设计再到详细设计的产品模型,把概念设计自始至终地贯彻于整个产品的设计阶段。

  UG/WAVE 主要是由以下几个部分组成[2]:(1)几何连接器(Geometry Linker);(2)相关性管理器(Associatively Manager);(3)零件联系浏览器(Part Link Browser);(4)零件导航器(Parts Navigator);(5)几何体导航器(Geometry Navigator);(6)装配结构导航工具(Assembly Navigation Tool)。利用这些工具可以顺利实现控制相关零部件的更新时间和更新范围,查询、编辑、冻结和切断相关零部件间的联系,在同一个装配中完成零部件间相关几何体的复制等操作。

  3 基于UG/WAVE的自顶向下(Top-Down)的装配设计

  根据设计后续各阶段的要求,产品模型应该是一种树状与网状相结合的模型,便于组织和管理数据,树状能够清晰的描述产品中零部件之间的层次结构,网状可以描述产品中零部件之间的关系。Top-Down设计方法可以满足这种需求,便于用树状结构来描述产品结构模型,允许设计者在高层产品设计发生变化时自动更新低层零部件的设计,如图1所示。由于产品的总体参数、产品的包容空间、零部件的布置与定位等主要参数都在装配的高层定义,而详细设计在零部件的底层构建,因此,通过设定产品的高层几何定义和约束,使得详细设计可以在概念设计完成之前开始实施,使产品设计并行开展。

  产品设计应按照市场或客户的需求展开,他们对产品的需求决定了一些关键的产品参数,而这些参数必须合并到高级产品设计的初期设计布局中,形成所有下游设计活动的基础。

  

 

 

    自顶向下装配设计有两种方法:

  (1)先在装配中产生一个新组件,它不含任何几何对象,即是一个“空”组件,然后使其成为工作部件,最后在其中建立几何模型。

  (2)先在装配中建立几何模型(草图、曲线、曲面、实体等),然后建立新组件,最后把几何模型加入到新建的组件中。

  4.基于UG/WAVE的网络并行工程

  随着网络技术的发展,为并行工程带来了新的内涵,UG/WAVE技术为此提供了一个桥梁,允许产品的设计者们分布在不同的区域,并行对产品进行设计。首先在服务器利用UG软件建立产品模型,需要确定产品的主要参数,以及产品各零件之间的约束关系,并将其传递给分布在不同地域的各个节点,然后节点的设计师根据产品功能要求,对产品进行设计,零部件之间的约束关系,可以通过UG/WAVE来关联。如图2所示。

  

 

 

   5 实例说明

  现以推进器设计为例说明UG/WAVE在参数化设计中的作用,首先创建一个装配文件assemble.prt,在装配中添加一个底盖文件down.prt,然后以底盖文件为工作部件,对底盖进行设计,如图3所示,

  

 

 

    接下来,在装配中添加一个顶盖文件top.prt,以top.prt为工作部件,通过WAVE建立与down.prt之间的联系,利用“镜像体”可得到如图4所示结果。建立起top.prt与down.prt之间的约束关系,当down.prt的参数发生变化时,top.prt的参数也随之改变,从而达到参数化设计要求。

  

 

 

    6 结束语

  利用 UG/WAVE 技术,概念设计在总体布置阶段只需给出产品的外形、主要参数以及产品中零部件之间的约束关系,后续的详细设计和工艺设计等工作可以并行开展,也可网络并行设计,无需过多考虑结构上的细节。概念设计的意图通过控制几何参数传递到整个设计团队中去,可以随时修改在设计中出现的问题。当产品的高层设计需要更改时,通过控制结构快速的递到详细设计的设计平台中去,为产品的快速开发提供了有力的技术支持。

  WAVE 技术的关键是对设计意图的正确理解和约束关系的定义。因此,在产品开发的初期应该考虑周全、定义合理、层次清晰,只有这样才能提高产品开发的效率。

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