基于Pro/E的雷達(dá)電子設(shè)備機(jī)箱的參數(shù)化設(shè)計

摘要: 針對雷達(dá)電子設(shè)備機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計特點及設(shè)計過程， 應(yīng)用Pro/E的參數(shù)化技術(shù)，實現(xiàn)雷達(dá)雷達(dá)電子設(shè)備機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)化設(shè)計。

關(guān)鍵詞: 參數(shù)化設(shè)計；工程圖；三維模型；Pro/ Engineer

中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2011)04-0906-02

The Radar Electronic Cabinet Parameterized Design Based on Pro/ E

REN Hai-lin， PAN Yong-qiang

(The 38th Research Institute of CETC， Hefei 230031， China)

Abstract：According to its characteristics and procedures in the design， the structure design of the radar electronic cabinet parameterized design of Pro/ E so as to shorten design period of product， avoid repetitive design and improve design efficiency.

Key words：parametric design; drawing; 3D model; Pro/Engineer

電子設(shè)備機(jī)箱是雷達(dá)電子設(shè)備的載體，是雷達(dá)裝備的重要組成部分。從發(fā)射、接收、信號處理到終端，幾乎每一個分系統(tǒng)都離不開機(jī)箱的應(yīng)用。隨著軍事裝備的研制周期不斷縮短，需求的日益多樣化，帶來了設(shè)計時間緊，設(shè)計任務(wù)重的嚴(yán)峻局面。而電子設(shè)備機(jī)箱基本上都執(zhí)行有關(guān)國標(biāo)和國軍標(biāo)的規(guī)定，機(jī)箱外形多呈扁平長方體，一般由機(jī)箱框架和若干板組成。框架是機(jī)箱承載的主體，所有的插件、底座、面板等都立足其上，如每次都重新設(shè)計，不僅增加重復(fù)勞動，且出圖工作量也很大；而且也占用設(shè)計師的大部分時間和精力，延誤了新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程。

在我們應(yīng)用由美國參數(shù)技術(shù)公司( PTC)開發(fā)的Pro/ Engineer軟件（基于參數(shù)化設(shè)計思想而發(fā)展起來的機(jī)械設(shè)計軟件）后，這一局面得到大大的改善。 我們利用它的參數(shù)化和全相關(guān)功能強(qiáng)大的實體造型技術(shù)， 以及全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改的主要特點，進(jìn)行二次開發(fā)從而實現(xiàn)雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計的智能引導(dǎo)設(shè)計。以下就電子設(shè)備機(jī)箱的設(shè)計來介紹下基于Pro/E的智能引導(dǎo)設(shè)計。

1 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)

參數(shù)化設(shè)計亦稱尺寸驅(qū)動， 就是將設(shè)計要求、設(shè)計原則設(shè)計方法和設(shè)計結(jié)果用靈活可變的參數(shù)來表示， 以便根據(jù)實際情況隨時加以更改。它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。

目前參數(shù)化技術(shù)大致可分為如下三種方法：1）基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法；2）基于幾何原理的人工智能方法；3）基于特征模型的造型方法。我們采用基于特征模型的造型方法。特征造型方法是三維實體造型方法的新發(fā)展， 是CAD 建模方法的一個新里程碑， 它是在CAD/ CAM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展達(dá)到一定水平， 要求進(jìn)一步提高生產(chǎn)組織集成化和自動化程度的產(chǎn)物。該文應(yīng)用Pro/ E 軟件的參數(shù)化和強(qiáng)大的全相關(guān)功能的實體造型技術(shù)， 以電子設(shè)備機(jī)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計為例， 來實現(xiàn)插箱的三維模型參數(shù)化設(shè)計及對應(yīng)的工程圖的自動生成。

2 基本原理

基于Pro/E的雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計可以分為零件設(shè)計、裝配、工程圖三個不同的設(shè)計階段。Pro/E三維的設(shè)計過程全相關(guān)性；這使得設(shè)計者在任何階段對設(shè)計的修改都會影響到其它階段， 設(shè)計過程變得非常靈活和輕松， 大大提高了設(shè)計效率。我們采用的是三維模型與程序控制相結(jié)合的方式。三維模型（包含零件設(shè)計、裝配）的創(chuàng)建是手工創(chuàng)建的，在已創(chuàng)建的三維模型及其對應(yīng)的工程圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步根據(jù)實際的設(shè)計要求建立一組可以完全控制三維模型外形和大小的設(shè)計參數(shù)。這樣就可以通過對這些參數(shù)的修改來生生成新的三維模型，進(jìn)而利用Pro/ E 軟件的全相關(guān)功能帶來工程圖的自動生成。（為了與一般的三維模型相區(qū)別，我們稱這種帶有參數(shù)化的模型為三維模型模板。）

3 參數(shù)化的三維模型模板及其相應(yīng)的工程圖的創(chuàng)建

設(shè)計者從產(chǎn)品要求和零件的功能入手， 對產(chǎn)品的每個零件建立三維模型及其相應(yīng)的工程圖。零件和裝配可以統(tǒng)稱為模型， 所以本文此處所述的三維模型包括三維零件模型和裝配模型兩個部分。三維模型模板的建立與一般的三維模型大體上是相同的，主要有以下幾點需要注意：

1) 在繪制二維截面的繪制過程中，要盡量用相切、同心、共線、垂直及對稱等關(guān)系與尺寸的相結(jié)合的方式來進(jìn)行約束，盡量減少尺寸的數(shù)量。

2）正確設(shè)置控制三維模型的參數(shù)。設(shè)計參數(shù)可以分為兩種：一是主參數(shù)，與其他參數(shù)無關(guān)的獨立參數(shù)；另一種次參數(shù)，是與其他參數(shù)相關(guān)的參數(shù)。主參數(shù)主要來控制三維模型的外形及拓補(bǔ)關(guān)系。而次參數(shù)主要是用主參數(shù)為自變量的關(guān)系式來表達(dá)。

3）正確建立主參數(shù)與三維模型的尺寸的關(guān)聯(lián)關(guān)系。主要兩種方法可以使它們關(guān)聯(lián)：一是在創(chuàng)建特征的過程中，在輸入尺寸的值時，直接輸入?yún)?shù)名；另外的就是在Pro/ E 軟件的關(guān)系式功能中建立特征的尺寸與主參數(shù)的關(guān)系，類似于賦值如d1=總長。這里推薦后一種方式。這樣一來創(chuàng)建三維模型時就可以不考慮參數(shù)的問題，完成以后再建立它們之間的關(guān)系不容易錯和遺漏，并且便于修改。

4 詳細(xì)設(shè)計

機(jī)箱一般是由插箱、插件、面板、導(dǎo)軌等組合而成的（見圖1）。

4.1 機(jī)箱的外形

根據(jù)多年的經(jīng)驗機(jī)箱常用的系列如下：按照寬度系列有19inch（482.6mm）和24 inch（609.6mm）2個系列。按照高度系列有H有4U、5U、6U、7U、8U等（U=44.45mm）4個系列。按照深度系列有352.24mm、412.24mm、472.24mm 3個系列。

4.2 機(jī)箱的內(nèi)部布局

內(nèi)部從左向右依次放置插件或者假面板，它們的寬度一般都是N（5.08）的倍數(shù)，直到布滿為止。

據(jù)此我們創(chuàng)建三個數(shù)值型主參數(shù)來控制機(jī)箱的外形的變型；創(chuàng)建一個數(shù)值型參數(shù)用來輸入插件或面板的寬度，利用野火的程序模塊功能創(chuàng)建判斷語句去自動判斷機(jī)箱是否布滿，如沒有布滿則提示剩下的面板的寬度，如果沒有布滿，提示繼續(xù)輸入插件或面板的寬度。

menu →program →edit design ，在Pro/ e 所提供的記事本中進(jìn)行編程。在INPUT END INPUT 建立這參數(shù)如下：

1）機(jī)箱深度NUMBER

\"機(jī)箱的深度：請根據(jù)需要選擇352.24、412.24、472.24中的一個數(shù)值\"。

2）機(jī)箱寬度NUMBER

\"機(jī)箱的寬度：請根據(jù)需要選擇482.6mm （19inch）或者609.6mm （24inch）中的一個數(shù)值\"。

3）機(jī)箱高度NUMBER

\"機(jī)箱的高度：請根據(jù)需要選擇4U、5U、6U、7U、8U中的一個數(shù)值\"。

4）插件寬度NUMBER

\"插件或面板的寬度5.08的整數(shù)倍\"。

在雷達(dá)機(jī)箱的裝配模式下，打開Pro/ E 軟件的關(guān)系式功能，然后創(chuàng)建基于這些參數(shù)的內(nèi)在關(guān)系。（見圖2）

打開機(jī)箱的工程圖選擇再生，系統(tǒng)就會出現(xiàn)提示， 詢問用戶是否要對該機(jī)箱的主參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 用戶可以根據(jù)實際的設(shè)計需要進(jìn)行選取，對其重新賦值，確認(rèn)后系統(tǒng)會根據(jù)你所輸入的值自動生成新的工程圖。（見圖3）

5 結(jié)論

該文通過三維軟件Pro/ Engineer的參數(shù)化設(shè)計模塊，以雷達(dá)機(jī)箱為例，論證了參數(shù)化設(shè)計過程。經(jīng)過實際多次應(yīng)用，表明利用參數(shù)化設(shè)計手段來進(jìn)行雷達(dá)機(jī)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可使設(shè)計人員從大量繁重而瑣碎及重復(fù)性的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計速度，改善設(shè)計質(zhì)量，減少設(shè)計錯誤。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林清安.Pro/ Engineer2001 零件裝配[M].北京:清華大學(xué)出版社，2001.

[2] 黃圣杰.Pro/ Engineer2001高級開發(fā)實例[M].北京:電子工業(yè)出版社，2002.

[3] 李世國.Pro/TOOLKIT程序設(shè)計[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.