基于Ilogic的產品改型設計快速成圖技術研究與應用

摘要：針對產品設計當中圖紙重用比例高，為了減少機械裝備改型設計中的重復工作，本文論述了如何在Inventor軟件平臺上使用的Ilogic技術，采用參數驅動與編程相結合的方法提高成圖效率。針對不同零件的特點，將零部件分成遺傳類、變異類、新生類。對不同種類的零件，靈活地使用各種方案。使設計模型集成了工程師的成熟設計經驗，趨于智能化、自動化。

關鍵詞：Ilogic；規則驅動；可重用；改型設計；快速成圖

中圖分類號：U445.3文獻標識碼：A

隨著我國經濟的迅猛發展，我國正在從制造大國向制造強國邁進。自從上世紀90年代開始，機械制造市場正在從傳統的大批量、大規模生產模式，轉變為針對用戶個性化需求，產品多樣化、個性化、小批量生產模式。個性化、創新型產品的需求對機械設計工程師提出了巨大挑戰，這就要求工程師既要繼承原有圖紙，還要針對客戶需求，進行改進和創新。

研究表明，雖然客戶個性化需求的產品變化較快，但構成產品的零件相對穩定。在一個設計中約40%-50%的零件和已有零件相同（可遺傳類零件），20%-30%的零件只需稍加改動（可變異類零件），30%-40%的零件時全新的（新生類零件）。產品設計重用比例約占整個設計的60%-70%。因此產品設計當中，如果能夠很好的繼承原有的技術數據，應用已有圖紙，不僅能夠為用戶提供性能可靠的產品，同時也大大提高設計效率，壓縮設計成本，也為工程師的技術創新提供了時間保證。

Inventor是Autodesk公司推出的一款優秀的三維設計軟件，該軟件具有強大的CAD功能。Ilogic是將規則作為對象直接嵌入到零件、部件和工程圖文檔中。規則可確定并驅動設計的參數和屬性值。通過控制這些值，就可以定義模型屬性、特征和零部件行為。只是內容可以直接保存到文檔當中，就像存儲幾何設計元素一樣。Ilogic 規則可以利用inventor當前可用的自定義的參數類型，例如文本、真/假、和多值列表。通過在ilogic規則中使用VB.NET可以直接讀寫HTML文件、文本文件、Word文檔和其它格式的文件。從而實現三維模型和工程圖的自動更新和保存。

本文將以螺旋輸送機的設計為例，論述產品改型設計快速成圖的實現方法。

1 螺旋輸送機零部件的分析和歸類

某糧油工程公司螺旋輸送機設計任務繁重，零件重用率高。產品主要分為16、20、25、32、40、50、60七種型號，然而由于設備工況的限制，每套圖紙幾乎都有所不同。分析個零件的特點，現將該產品所有零件歸類如（圖1）

圖1 螺旋輸送機零件分類簡圖

對于標準件如聯軸器、軸承、軸承座等，進行全面統計后建立模型庫的，并通過ilogic規則與設備型號相關聯。在更新型號時，直接從模型庫中調用并自動更新。對于一定型號尺寸固定的零件如端板、吊瓦部裝、殼體等，采用Excel數據列表，通過Ilogic指令讀取不同型號數據，實現自動更新。對非標類零件建立模型時要注意全約束，及尺寸更新的方向，并建立可更新的零部件工程圖。

2 “遺傳”類零件的數據繼承

遺傳類零件類零件是指形狀基本沒有變化，尺寸有所不同的零件。本類零件在設計當中所占的比例比較大，每次設計圖紙更改繁瑣。對本類零件的特點分析之后，決定采用Excel列舉零件模型的關鍵尺寸，通過Ilogic讀取表中數據。最終達到通過在表格中更改零件型號，通過Ilogic規則，驅動模型的變化。

下面以軸承底座為例說明本類零件的處理方法。首先建立一個零件模型（如圖2），并做出完整的工程圖。然后在Excel表（如表1）中列出其他型號的零件的參數，建立起一個Inventor與Excel聯系的規則如下：

I=GoExcel.FindRow(“3rd Party:軸承底座.xlsx”，“Sheet1”，“型號”，“=”，型號)

軸承底座寬度=GoExcelCurrentRowValue（“軸承底座寬度”）

軸承底座長=GoExcel。CurrentRowValue（“軸承底座長度”）

……

螺栓孔長度 =GoExcel.CurrentRowValue(“螺栓孔長度”)

圖2零件模型變化

建立起零件模型和Excel連接之后，就可以通過更改零件的型號獲取相應的零件，由于工程圖和零件模型是關聯的，所以工程圖在零件模型變化時也做相應變化。通過這種方法減少了零件的重復建模，或者大量更改模型參數的問題，同時圖紙的可靠性大大提高。

3 “變異”類零件的修改

變異類零件是指零件模型的大部分結構相同，有一小部分結構改變的零件模型。本類零件在整個設計中占的比例大概是30%-40%，如果每次重新設計，費時費力。作者通過分析每個零件的具體特點，總結該零件的變化規則，建立起包含盡可能多的圖形結構要素的零件模型，然后通過軟件的抑制和啟用功能來取舍零件的部分結構。

下面以螺旋輸送機進料口為例說明本類零件的處理方法。在Inventor建立進料口的零件模型（如圖3）。建模時充分考慮零件的變化種類，盡可能的對零件進行全約束，并確定更改結構后零件的其他結構的變化方向。

圖3 規則驅動下零件模型的變化

驅動規則如下：

Ifd1> 500 Thend11=13

End Ifd11=11

d23=Round(d25/100)+1

.........

d28=Round(d28/(d26-1))*(d26-1)

d21=(d28-d1)/2

通過以上程序，實現了在料口尺寸變化后，相應尺寸按照規則定義的方向變化，連接法蘭孔的個數自動計算，位置自動分布，大小自動判斷等一系列的自動更新，大大提高了設計的效率。

4模型及工程圖自動更新

為了實現更新的自動化、智能化，在Inventor中建立一個自動更新文件，在對每個零件型號、尺寸更改之后，通過這個文件完成對各個零件的“自動打開-讀取新數據-更新模型-更新工程圖-自動保存-自動關閉”的過程，從而實現了由Excel的更改，到自動出工程圖的過程。充分利用了已有零件的模型和數據，為提高設計效率提供了重要條件。

結束語

本文通過Inventor ilogic的新的軟件平臺，充分利用了已有圖紙的技術數據。提出了解決產品改型設計快速成圖技術的具體方法。將辦公軟件Excel和設計軟件Inventor結合使用，將設計變得更加自動化、智能化，保持數據和最終指導加工的圖紙之間自動關聯，在項目相似度較高的情況下，采用該方法可以節約80%的設計時間，減少設計失誤50%以上。本文采用新式的地三維設計方法，降低做圖的勞動強度，縮短設計周期。為在改型設計中如何提高效率和已有圖紙的重用率提供了新的思路。

參考文獻

[1]陳伯雄Autodesk Inventor 2011基礎培訓教程[M].北京:化學工業出版社.

[2]運輸機械設計手冊編輯委員會.運輸機械設計手冊：螺旋輸送機[M].北京.化學工業出版社，1999.1；333-350.