Pro/E三維軟件在歐變產品結構設計上應用探討

錢江

摘 要： 預裝式變電站也就我們簡稱的“歐變”，是將高壓電器設備、變壓器、低壓電器設備等組合成緊湊型成套配電裝置，具有結構緊湊、運行安全可靠、維護方便、以及可移動等特點，廣泛用于各種用電場所，作配電系統中接受和分配電能之用。歐變設計人員經常要設計不同規格的歐變圖紙，遇到設計時間周期短，工作量大的主要問題，現探討利用Pro/ENGINEER三維參數化設計軟件建立三維參數化歐變模型，提高設計效率，降低設計人員的勞動強度。

關鍵詞： 歐變；結構設一、建立參數化的三維模型必須具備兩個基本的能力

1.首要條件是要熟悉歐變產品的結構，了解其使用功能，才能設計出適合自己使用的模型；

2.其次是除了能正常使用Pro/E三維軟件的常規功能外，還要熟悉Pro/E三維軟件的行為建模功能，才能充分發揮三維設計軟件參數化功能，其中必須掌握以下使用功能：

A. Pro/PROGRAM，Pro/ENGINEER 中的每一個模型都含一個列表，其中有主要設計步驟和編輯后可當程序用的參數。通過運行該程序，可按照新的設計規范改變模型。

B. Relations（關系），可用定義各種關系，進行各種運算，包括計算重量、面積、長度等功能；關系（也被稱為參數關系）是書寫在符號尺寸和參數之間的用戶定義的等式。這些關系可讓您通過定義特征或零件內的關系，或者組件元件中的關系來捕捉設計意圖。可使用關系按以下方式控制建模過程：

C. 零件特征建立，多使用拷貝，鏡像、陣列等命令提高建模的效率；

D. Skeleton（骨架零件），了解骨架零件的功能和使用，是Top-Down-Design的核心部分，它實際上是一個獨立的，不帶重量的，可以隨意建立各種定位如坐標、點、線、面等等的一個參考基準；

E. EXECUTE執行語句功能，能將上一層的設計參數準確向下傳遞執行，是從頂層向下建模的必要手段；

二、三維建模方式

1. 從最底層開始建立零部件，逐步裝配到最頂層。是最簡單的建模方式，修改不方便，不能進行參數化驅動，一般為初學者所用，是作為練習熟悉實用PRO/E軟件的一個的鍛煉手段，嚴格來說并不是一個真正三維模型。

2. 從產品的最頂層開始規劃，將每個部件空間位置定義，再將各個部件里面進行規劃，將下屬零部件定義，按此逐級定義到最頂層的零部件。此過程可通過骨架零件Skeleton.prt進行控制，也可通過Layout布局進行控制。從頂到底，整個產品進行整體規劃，做出來的三維模型在頂層修改參數進行模型驅動，方便修改，可做系列化的產品。

3. 從產品的中間部分開始設計建模，向兩頭進行擴展。

三、建模步驟

1.首先根據產品結構畫出產品結構樹狀圖，如圖1。

2.建立一個總裝配ob.asm，在其下建立一個骨架零件ob_skel.prt，此骨架零件為總體設計布置圖，可以不用太詳細，只是粗略的布局，以歐變外殼裝配為例進行說明。

圖1

3.在外殼裝配之下建立以下子三個子裝配，分別為ob_cover.asm（箱蓋），ob_bottom（底座）、ob_body（柜架）三個子裝配，每個子裝配下創建各自的骨架零件，各自骨架零件拷貝上一層的骨架零件的主要位置基準，其內部細節基準則在本骨架零件中創建。

4.重復第3步驟的方法，按“產品結構樹狀圖”搭建好產品模型的框架，這個過程是有規則的重復動作。

5.整個模型的框架搭建好后，在各自的位置建立零部件模型，是常規的操作了。

四 、建模注意事項

建模的過程就是設計思路的實現過程，是將設計規則寫進模型的過程，一定要注意以下事項：

1.零部件模型一定要使用統一的模板和格式，統一單位，便于使用；

2.零部件模型的名稱要統一規劃，每個模型的名稱要有類別編號進行區分，防止重名；

3.所有零部件的內部的參數名稱命名要規范，便于不同設計人員進行修改編輯；

4.零部件模型的標準化程度要高，設計的零部件模型如果能在不同的產品上能使用，將提高建模不同產品模型的效率；

5.零件設計充分考慮加工的便捷性，不能把產品設計得難以加工；

6.設計上要考慮降低誤加工幾率，設計的零件對稱比不對稱要好，因外協加工廠家的水平參差不齊，等零件送到公司使用時發現出了問題，會影響產品交貨周期。

7.設計建模的過程就是一個模擬加工的的過程，會直觀地發現問題，及時更改設計方案，改進設計。

8.提取模型不相同部分，重點關注變化的地方，可以降低設計工作量。如開關的安裝部分由于不同廠家的開關的安裝尺寸不一樣，可以將此部分的安裝件作為一個部件進行整體替換。

五、建模中的使用技巧

1、同一類結構的部件做好一個完整的模型，包括二維圖，盡可能做到完整可以到直接出圖的程度，類似門、門框等零部件。可以通過外部拷貝改名生成新的零部件進行使用，降低設計強度；

2、各零部件模型名稱已經確定后，最好不要去更改，零部件可以外部進行替換，降低建模的工作量；

3、裝配基準最為重要，一般以裝配件或骨架零件中的基準為裝配基準，可有效防止因為基準丟失而引起的裝配失敗；

4、在開始規劃時，每個子裝配都需要帶有自身的骨架零件，已方便對模型的控制；

5、PRO/E的參數傳遞功能是三維建模必須要使用的一個功能

將每個層制的參數往下傳遞，準確表達設計者的設計意圖

6、對每個零部件進行定義，尺寸大小，零件特征的位置，減少出錯，將設計理念寫進零部件中，使設計更加規范，不會因為各設計人員的喜好而隨意變動

7、對基準的修改，重新定義基準，將基準前、后移動

六、三維參數化建模的優勢

1、派生新模型速度快，為產品設計系列化提供較好的基礎，設計效率會提高；

2、建模的過程實際是一個裝配的過程，基于實體的設計，非常直觀，可發現實際裝配中遇到的問題，所以設計錯誤會大幅度減少；

3、可以做到并行設計，各自設計各部分，最后對接，縮短設計周期，而不需要知道具體的接口尺寸，接到任務后就可以進行設計；

4、混合設計-----模塊化設計-----方便更換，模塊化設計，擴展性好，替換性好

七、三維模型的運算測試

三維建模建立好以后，要進行測試，以檢驗模型的參數驅動是否可行，為減少運行錯誤，可分階段進行運行測試，最后進行總測試發現問題，進行修改。

八 、結束語

零件建模的過程也是模擬加工的過程，如果能了解零件實際的加工過程，對模型的建立是十分重要的，這里的零件主要以鈑金件為主，了解鈑金的加工過程，如何沖孔，沖凸臺，切邊等過程；了解板材的相關信息，板材的大小，寬度，長度；了解外協廠的加工能力，數控設備能加工板材的大小，折彎機的加工能力，模具的規格數量，焊接設備的加工能力；.表面處理的能力，如自己有表面處理設備，加工周期將縮短；清楚以上工藝加工知識，將在設計人員建立實用三維模型提供非常有用的幫助。計；建模