基于CATIA的多層焊縫符號規(guī)范化與開發(fā)

雒海鵬，王云鋒，肖承翔

（機械科學(xué)研究總院中機生產(chǎn)力促進中心，北京　100044）

基于CATIA的多層焊縫符號規(guī)范化與開發(fā)

雒海鵬，王云鋒，肖承翔

（機械科學(xué)研究總院中機生產(chǎn)力促進中心，北京100044）

論文通過對機車、工程機械等企業(yè)焊縫符號的實際需求調(diào)研和分析，提出一種新的焊縫符號表達方式，該方式是對國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號表達形式的擴展和完善。最后通過基于CATIA的二次開發(fā)實現(xiàn)，驗證了該表達方式基本可以滿足企業(yè)的需求，且表達更加簡單和明了。

CATIA；焊縫符號；標(biāo)準(zhǔn)化；二次開發(fā)

0　引言

焊縫符號是一種工程語言，可以簡單、明了地在模型上表達焊縫的形狀、幾何尺寸及焊接方法，且以規(guī)范的圖示表示一個焊接接頭或釬焊接頭完整的信息。通過對機車行業(yè)、工程機械行業(yè)等企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中大型結(jié)構(gòu)件在某一焊縫處需進行多次焊接，設(shè)計時需多次標(biāo)注且標(biāo)注過程比較繁瑣，為此部分企業(yè)通過定制符號的形式實現(xiàn)多層焊縫的表達過程。但面對復(fù)雜的焊接工藝，僅通過制定符號的方法解決多層焊縫標(biāo)注的問題顯然無法滿足需求。

本文通過分析焊縫符號最新國家標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合企業(yè)實際需求，提出一種可最多表達三層焊縫的表達方式，并基于CATIA進行二次開發(fā)，實現(xiàn)了多層焊縫快速、便捷的標(biāo)注，同時極大地提高了設(shè)計過程中焊縫的標(biāo)注效率。

1　多層焊縫符號的規(guī)范化表達

焊接符號一般是由基本符號和指引線組成，必要時可以加上補充符號和焊縫尺寸符號，其國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接符號如圖1所示。

圖1　焊縫符號的標(biāo)注方式Fig.1 Indication of welding symbols

該焊縫符號是把在圖樣上用技術(shù)制圖方法所表示的焊縫的基本形式和尺寸采用一些符號來表示的方法。焊接符號可以表示出所焊焊縫的位置、焊縫橫截面形狀（坡口形狀）及坡口尺寸、焊縫表面形狀特征、表示焊縫某些特征或其他要求。

通過對機車行業(yè)、工程機械行業(yè)中企業(yè)的中大型件多層焊縫標(biāo)注發(fā)現(xiàn)，所謂的多層焊縫標(biāo)注其實質(zhì)就是在現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號上再增加第二層、第三層的焊縫標(biāo)注信息，不同的就是三層焊縫之間有著明確的約束關(guān)系。因此本文提出對現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號進行擴展及完善以滿足企業(yè)需求，其表達形式如圖2所示。

圖2　多層焊縫符號的標(biāo)注方式Fig.2 Indication of multilayer welding symbols

多層焊縫符號的標(biāo)注應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本規(guī)定：

（1）當(dāng)焊縫在接頭的箭頭側(cè)，則基本符號標(biāo)在基準(zhǔn)線的實線側(cè)。

（2）當(dāng)焊縫在接頭非箭頭側(cè)，則基本符號標(biāo)在基準(zhǔn)線的虛線側(cè)。

（3）標(biāo)注對稱焊縫或雙面埠縫可不加虛線。

（4）鈍邊高度p，坡口高度H，焊角高度K，焊縫余高h，熔透深度s，根部半徑R，焊縫寬度C，焊角直徑d等標(biāo)注在基本特號左邊。

（5）焊縫長度l，焊縫間隙e，相同焊縫數(shù)量n等標(biāo)注在基本特號右邊。

（6）坡口角度a，根部間隙b，加工方法（C，F(xiàn)，G，H，M，R，U七種加工方法）等標(biāo)注在基本特號上邊。

2　基于CATIA的多層焊縫符號開發(fā)

2.1開發(fā)環(huán)境介紹及配置

本次焊接符號的開發(fā)將基于CATIA V5R19及其CAA、RADE與Microsoft Visual Studio2008進行。

CATIA是CAD/CAE/CAM一體化軟件，V5版本可為數(shù)字化企業(yè)建立一個針對產(chǎn)品概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個生命周期中使用和維護的工作環(huán)境，在這個環(huán)境中可以對產(chǎn)品開發(fā)過程的各個方面進行仿真，并實現(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。

CAA（Component Application Architecture）組件應(yīng)用架構(gòu)是Dassault Systemes第三方產(chǎn)品集成和一般客戶進行客戶化、個性化設(shè)計的強有力的工具，RADE（Rapid Application Development Environment）快速應(yīng)用研發(fā)環(huán)境是一個可視化的集成開發(fā)環(huán)境，以Microsoft Visual Studio為載體，在該環(huán)境中增加了CAA的開發(fā)工具并提供完整的編程工具組。CAA的實現(xiàn)，是通過提供的RADE和不同的API接口程序來完成的。在進行開發(fā)環(huán)境搭建時，應(yīng)注意以下事項：

（1）安裝CATIA，CAA，RADE時所指定目錄中不得有空格和任何中名字符，如系統(tǒng)默認(rèn)的program files這個目錄就含有空格是不合適的。

（2）CAA安裝時，會自動找到安裝CATIA時的目錄，RADE安裝時需要注意目錄名問題。

（3）在CAA RADE安裝前，必須安裝Microsoft Visual Studio 2008，同時注意不要把CAA RADE安裝在CATIA的安裝目錄下，安裝路徑不能有空格。

（4）進行RADE產(chǎn)品的認(rèn)證和環(huán)境的設(shè)置。

2.2多層焊縫符號的工具開發(fā)

一是軟件功能設(shè)計。根據(jù)多層焊縫符號的規(guī)范表達方式，該工具應(yīng)包含以下的主要功能：指引線、基準(zhǔn)線、焊縫基本符號、焊縫補充符號、交錯符號。除實現(xiàn)以上的基本功能外，還應(yīng)具備以下功能：

（1）讀取并修改的功能：多層焊縫標(biāo)注時，涉及符號、參數(shù)內(nèi)容較多，當(dāng)個別內(nèi)容錯誤時需能讀取已創(chuàng)建的焊縫符號并修改后重新標(biāo)注。

（2）箭頭位置設(shè)置：為防止指引線與焊縫符號相互遮擋，需在標(biāo)注前判斷兩者的相互位置，并設(shè)置箭頭相對焊縫的位置。

（3）清空當(dāng)前內(nèi)容：快速刪除第一、二層內(nèi)容和第三層內(nèi)容。

（4）清空全部內(nèi)容：快速刪除所有層的內(nèi)容。

（5）上下內(nèi)容交換：快速交換基線上下側(cè)的內(nèi)容。

（6）顏色設(shè)置：為滿足不同背景下的焊縫符號標(biāo)注，增加黑、白兩種符號顏色，必要時可進行增加。

（7）約束關(guān)系：增加第二層與第一層的約束，第三層與第二層的約束，三面焊縫與周圍焊縫的約束等。

（8）配置文件：可以在該界面中對焊縫符號的默認(rèn)文本大小、箭頭類型、文本屬性等進行設(shè)置。

其為便于讀取和修改焊縫符號標(biāo)注內(nèi)容，創(chuàng)建的焊縫符號內(nèi)容以隱藏文本的形式定義在NOA類型中，如圖3所示。該界面會記錄多層焊縫符號定義的所有信息，為修改焊縫符號提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源。

圖3　NOA類型Fig.3 Types of NOA

二是界面布局。根據(jù)軟件功能特點和焊縫符號在實際中使用的情況（第一層、第二層焊縫符號使用頻繁，第三層焊縫符號實際中應(yīng)用較少），因此多層焊縫符號的設(shè)計將采用如圖4所示的界面布局。

圖4　焊縫符號的界面布局Fig.4 Interface layout for welding symbols

三是定制符號。按照GB/T12212-2012的相關(guān)要求，定制GB/T324-2008國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以下20個焊縫基本符號：I形焊縫、V型焊縫、單邊V型焊縫、帶鈍邊V型焊縫、帶鈍邊單邊V型焊縫、帶鈍邊U型焊縫、帶鈍邊J型焊縫、角焊縫、點焊縫、封底焊縫、陡單邊V型焊縫、陡V型焊縫、塞焊縫或槽焊縫、堆焊縫、卷邊焊縫、縫焊縫、平面連接（釬焊）、斜面連接（釬焊）、折疊連接（釬焊）、端焊縫，如表1所示；10個焊縫補充符號：平面、凸面、凹面、平滑過渡、臨時襯墊、永久襯墊、三面焊縫、周圍焊縫、現(xiàn)場焊縫、尾部符號，如表2所示。

表1　焊縫基本符號Tab.1 Basic symbols for welding symbols

2.3應(yīng)用示例

表2　焊縫補充符號Tab.2 Supplementary symbol for welding symbols

基于以上二次開發(fā)的多層焊縫標(biāo)注工具，打開CA TIA的.Product類型的文件進行多層焊縫符號的標(biāo)注，其結(jié)果如圖5所示。

3　結(jié)論

圖5　多層焊縫符號的標(biāo)注示例Fig.5 Example for multilayer welding symbols

焊縫符號作為一種工程語言，應(yīng)簡單、明了地表達相應(yīng)的工程語義。但現(xiàn)有的焊接符號國家標(biāo)準(zhǔn)在機車、工程機械等領(lǐng)域無法滿足實際的應(yīng)用需求，本文結(jié)合企業(yè)的實際需求，通過研究及開發(fā)，論證了提出的多層焊縫符號的表達完全滿足企業(yè)的實際應(yīng)用，同時在UG NX、Pro/E、Auto-CAD等多個平臺上得到了相應(yīng)的開發(fā)驗證。因此，通過本文的研究及論證，建議對現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)中的焊接符號進行擴展及完善，進一步擴大國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的使用范圍。

［1］GB/T324-2008，焊接符號表示法［S］.

［2］GB/T12212-2012，技術(shù)制圖焊縫符號的尺寸、比例及簡化表示法［S］.

［3］劉俊堂.CAA及其應(yīng)用［EB/OL］.http://blog.csdn.net/littlechen/article/details/57782.

［4］董伊鑫，席平.基于CATIA二次開發(fā)的五坐標(biāo)數(shù)控機床運動仿真系統(tǒng)［J］.機械工程師，2005，3.

［5］GB/T 16901.1-2008.技術(shù)文件用圖形符號表示規(guī)則第1部分基本規(guī)則［S］.

［6］GB/T4457.4-2002.機械制圖圖樣畫法圖線［S］.

［7］何朝良，杜廷娜，張超.基于CAA的CATIA二次開發(fā)初探［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2006，9.

Standardization and Development for Welding Symbols Based on CATIA

LUO Hai-Peng，WANG Yun-Feng，XIAO Cheng-Xiang
（China Academy of Machinery Science&Technology China Productivity Center for Machinery，Beijing 100044，China）

In this paper，a new expression of welding symbols is proposed，through researching and analysising the actual needs of railway vehicles enterprises，construction machinery enterprises and other enterprises welding.It is supplementing and improving the expression manner of welding symbols for national standards.Through the development based on CATIA，it is verified to meet the basic needs of the enterprises，and express more simply and clearly.

CATIA；welding symbols；standardization；secondary development

TP317

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.06.011

1002-6673（2015）06-031-03

2015-10-28

雒海鵬（1987-），男，山西呂梁人，助理工程師。主要從事標(biāo)準(zhǔn)化與企業(yè)信息化工作。