UGNX在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用與研究

摘 要：通過(guò)對(duì)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)概況的深入分析，可知實(shí)際的設(shè)計(jì)流程相對(duì)復(fù)雜，需要注重概念設(shè)計(jì)，確保機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠達(dá)到行業(yè)技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求。結(jié)合現(xiàn)階段機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀，可知其中依然存在著不足，需要結(jié)合UG NX平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化這些產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方式，延長(zhǎng)機(jī)電產(chǎn)品的使用壽命。基于此，本文從UG NX在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：機(jī)電產(chǎn)品；UG NX平臺(tái)；使用壽命；概念設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)目標(biāo)，優(yōu)化各種機(jī)電產(chǎn)品長(zhǎng)期使用中的服務(wù)功能，需要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)內(nèi)容的深入理解，結(jié)合其多學(xué)科相互融合的特點(diǎn)，合理運(yùn)用UG NX平臺(tái)增強(qiáng)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的合理性。因此，在進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提高UG NX的利用效率，加強(qiáng)MCD工具的合理使用，促使機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)期的效果。

一、機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析

結(jié)合傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用狀況，可知其在實(shí)際的應(yīng)用中依然存在著一定的缺陷。具體表現(xiàn)在：

1）過(guò)于側(cè)重控制系統(tǒng)研究，忽略了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主體地位；

2）產(chǎn)品內(nèi)部的信息處理水平有待提升；

3）驅(qū)動(dòng)器、傳感器等組成部分之間的融合設(shè)計(jì)問(wèn)題考慮不充分，未實(shí)現(xiàn)三維空間的動(dòng)態(tài)仿真。

因此，為了優(yōu)化機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)的服務(wù)功能，增強(qiáng)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的合理性，需要注重UG NX平臺(tái)支持下MCD設(shè)計(jì)工具的有效利用，提高概念設(shè)計(jì)工作效率。

機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)MCD的特點(diǎn)主要包括：

1）注重了集成式系統(tǒng)工程方法的使用，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程的同時(shí)避免了實(shí)際設(shè)計(jì)中集成問(wèn)題的產(chǎn)生；

2）結(jié)合MCD的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中采用了模塊化設(shè)計(jì)方式，并將機(jī)電一體化產(chǎn)品信息存儲(chǔ)在相關(guān)的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了信息重用。

二、UG NX在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用與研究要點(diǎn)分析

為了對(duì)UG NX平臺(tái)中MCD在機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的可行性進(jìn)行必要地驗(yàn)證，需要明確具體的設(shè)計(jì)步驟。以圓形裝載機(jī)概念設(shè)計(jì)為例，主要的設(shè)計(jì)步驟包括以下方面：

（一）明確設(shè)計(jì)需求，注重設(shè)計(jì)過(guò)程管理

通過(guò)對(duì)基于機(jī)電一體化產(chǎn)品生命周期管理軟件與MCD的配合使用，有利于實(shí)現(xiàn)端到端問(wèn)題處理方案的制定，保持概念設(shè)計(jì)過(guò)程的高效性。實(shí)際操作中設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)產(chǎn)品生命周期管理軟件的靈活使用，構(gòu)建出機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)所需的基于客戶(hù)需求分析的參考模型，并對(duì)產(chǎn)品各部分功能進(jìn)行必要地說(shuō)明，增強(qiáng)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方案的適用性。在生命周期管理軟件及MCD的支持下，可以為跨學(xué)科機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供可靠地保障，對(duì)傳統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)方式進(jìn)行改進(jìn)。

（二）產(chǎn)品功能模型構(gòu)建

在基于生命周期管理軟件的作用下，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求將圓形裝載機(jī)的功能模型按照一定的方式導(dǎo)入到預(yù)先設(shè)置好的MCD中，增強(qiáng)管理軟件與設(shè)計(jì)需求之間的緊密聯(lián)系。

在構(gòu)建圓形裝載機(jī)功能模型的過(guò)程中，需要從這些方面入手：

1）明確機(jī)電一體化系統(tǒng)各部分功能，優(yōu)化循環(huán)裝載功能設(shè)計(jì)；

2）在MCD的功能導(dǎo)航器的支持下構(gòu)建出可靠的基于功能分解的功能樹(shù)層次結(jié)構(gòu)，促使圓形裝載機(jī)內(nèi)部處理單元、握爪、輔助機(jī)構(gòu)等組成結(jié)構(gòu)使用中可以處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；

3）各功能單元的循環(huán)使用。機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中需要充分地考慮同一功能的多次利用，實(shí)現(xiàn)功能單元的循環(huán)使用。因此，需要借助MCD設(shè)計(jì)工具的作用，提高機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)效率，充分發(fā)揮各功能單元的實(shí)際作用。

（三）明確機(jī)械概念的具體定義

當(dāng)構(gòu)建出可靠的機(jī)電產(chǎn)品功能模型后，需要利用UG NX平臺(tái)支持下MCD設(shè)計(jì)工具的作用，構(gòu)建出與產(chǎn)品功能模型相適應(yīng)的粗糙3D模型。此時(shí)，圓形裝載機(jī)概念設(shè)計(jì)中對(duì)其中各組件的機(jī)電屬性進(jìn)行了定義，從機(jī)械角度對(duì)不同組件行為進(jìn)行了必要地說(shuō)明。基于功能模型的粗糙三維模型的構(gòu)建，客觀(guān)地說(shuō)明了基于MCD機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的良好性。具體表現(xiàn)在：1）可以對(duì)功能模型中的各組件的機(jī)電屬性進(jìn)行科學(xué)地定義；2）明確了不同組件的運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接類(lèi)型；3）實(shí)現(xiàn)了不同子功能之間的有效銜接。

（四）抽象執(zhí)行機(jī)構(gòu)的添加及基于時(shí)間操作的定義

機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中應(yīng)充分地考慮機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理性，在保持機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性良好的基礎(chǔ)上，添加必要的抽象執(zhí)行機(jī)構(gòu)。此時(shí)，MCD可以提供速度控制及位置控制兩種機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)圓形裝載機(jī)概念實(shí)際中廣義執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定義完畢后，需要對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)如何操作控制進(jìn)行說(shuō)明。因此，需要定義基于時(shí)間的操作。定義過(guò)程中應(yīng)充分地考慮圓形裝載機(jī)的操作順序：1）基座處于正常的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；2）滑塊的運(yùn)動(dòng)形式是垂直運(yùn)動(dòng)；3）握爪處于線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)模式中。

（五）產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的三維動(dòng)態(tài)仿真，詳細(xì)模型構(gòu)建

基于MCD機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)不同機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)仿真，彌補(bǔ)傳統(tǒng)概念設(shè)計(jì)缺陷。由于MCA是UG NX平臺(tái)支持下的重要程序，可以利用建模的方式對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬，明確機(jī)械概念的同時(shí)優(yōu)化機(jī)電產(chǎn)品的服務(wù)功能，因此，需要注重基于MCD概念設(shè)計(jì)方式的合理使用。同時(shí)，在MCD中仿真技術(shù)的支持下，可以將機(jī)電產(chǎn)品的各種機(jī)械行為引入虛擬環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)模型的三維動(dòng)態(tài)仿真，構(gòu)建出詳細(xì)模型，增強(qiáng)圓形裝載機(jī)概念設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

三、結(jié)語(yǔ)

在可靠的UG NX平臺(tái)支持下，可以擴(kuò)大MCD在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用范圍，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)縮短設(shè)計(jì)周期，最大限度地滿(mǎn)足機(jī)電一體化產(chǎn)品的各種設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求。未來(lái)機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合UG NX平臺(tái)的作用處理相關(guān)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，保持這類(lèi)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)作業(yè)的高效性，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)成本的有效控制，改善機(jī)電產(chǎn)品的工作性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫偉平.基于UG NX的產(chǎn)品設(shè)計(jì)重用性研究[J].機(jī)械工程師，2015（5）：48-50.

[2] 肖祖東，柳和生，李標(biāo)，等.UG NX在機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中應(yīng)用與研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2014（7）：27-30.

作者簡(jiǎn)介：趙旭（1981-），男，江蘇如東人，南通工貿(mào)技師學(xué)院數(shù)控技術(shù)系，本科，講師，主要從事數(shù)控加工中心編程研究。