基于Creo的支吊架模型數據庫設計

武相 黃捷 孫冠宇 趙千里 干依燃 王藝 頡利東 苗怡然 鄔芝勝 肖俊寧

【摘 要】數據庫是支吊架設計系統的核心，主要由規則庫、工程數據庫及模型數據庫組成，其中模型庫主要涉及支吊架零部件庫的創建。本文基于Creo軟件，探討了模型數據庫設計的關鍵技術，提出一種基于Creo軟件的支吊架模型數據庫的設計方法。

【關鍵詞】支吊架;Creo;模型數據庫;參數化控制;族表

中圖分類號： TL353.11文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）07-0037-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.015

【Abstract】The database is the core of support and hanger design system. It is mainly composed of the rule base ，engineering database and model database. The model databate mainly involves the creation of the parts library.In this paper，the key techology of model database was analysed based on Creo，and a thinking process and approach was put forward to design model database of support and hanger.

【Key words】Support and hanger;Creo;Model database;Parametric design;Family table

0 引言

三維設計可以更直觀、準確的表達設計者的設計意圖，隨著三維技術不斷地發展，其在人機交互、可視化、參數化、分析計算、成本及效率等方面相比傳統的二維設計具有越來越明顯的優勢。目前，支吊架設計已逐漸采用三維設計方法，且部分行業甚至借助三維設計平臺及二次開發工具，開發出適用性較強的支吊架設計系統，以滿足行業自身的設計需求。

支吊架設計系統涉及數據管理、用戶界面、數據接口、信息提取、數據連接及基礎數據庫等多個方面，其中數據庫是設計系統的基礎，也是關鍵所在。數據庫又包括規則庫、工程數據庫及模型數據庫。規則庫主要涉及造型控制規則（裝配關系）等、干涉分析、強度校驗及優化規則等;工程數據庫主要涉及標準手冊、材料庫、企業規范及設計實例庫等;模型庫主要涉及零部件模型庫、設計實例等[1]。

本文基于Creo軟件，主要探討支吊架模型數據庫的創建，并提出一種標準支吊架零部件模型數據庫的創建方法。

1 Creo軟件簡介

Creo軟件是由美國最新推出的一套博大精深的機械三維CAD/CAM/CAE參數化軟件系統，整合了PTC公司的Pro/ENGINEER的參數化技術、CoCreate的直接建模技術和ProductView的三維可視化技術。Creo具備互操作性、開放、易用三大特點，其內容涵蓋了產品從概念設計、三維模型設計、分析計算、動態模擬仿真、工程圖輸出到生產加工成品的全過程，應用范圍涉及航空航天、汽車、機械、數控加工以及電子等諸多領域。

此外，Creo軟件還提供了強大的二次開發工具，主要包括族表（Family Table）、用戶定義特征（UDF）、Pro/Program、J-link、Creo/ToolKit等[2]。其中族表（family table）工具是根據標準件的相似性原理，通過對樣本零件參數的驅動，派生出相應的系列化零件，常用于開發各種結構的標準件庫。

2 支吊架模型數據庫設計

2.1 總體思路

支吊架模型數據庫的創建主要涉及零部件的模型設計及系列化，其關鍵在于以下4個方面：

（1）模型單位、材料、精度及屬性參數等的配置

支吊架實體模型所采用的單位、材料、精度及參數等屬性直接決定了支吊架零部件實際的結構尺寸，同時還影響支吊架的力學分析校核結果，是開展支吊架力學分析設計的輸入條件。因此，上述模型屬性的配置是模型數據庫創建的首要問題。

（2）支吊架及零部件的分類

支吊架及其零部件的類型多樣，結構形式多變，規格數量龐大，且單一零件又成系列化設計，僅靠單一零件數量化的建庫方法無法實現支吊架模型數據庫的創建。因此，通過合理的支吊架及零部件分類，創建零部件模型，并實現零部件模型的系列化，是模型數據庫創建的關鍵。

（3）零件特征參數選擇及參數化控制

支吊架單個零件的結構復雜程度與其特征參數數量正相關，且零件特征參數的驅動、調用等過程的效率亦與其數量正相關。此外，零件特征參數的驅動控制與零件的系列化相關聯。因此，合理的零件特征參數選取和參數化控制是創建零件三維模型，提高模型數據庫運行效率及實現零件系列化的關鍵。

（4）部件特征參數選擇及參數化控制

部件由不同規格、不同種類的零件組裝而來。在實際的工程設計中，支吊架隨設計環境條件的改變而改變，僅靠單一支吊架模型結構的重建，實現支吊架設計，會耗費設計人員相當多的精力和時間，且效率很低。因此，通過合理的部件特征參數的選擇和參數化控制，實現支吊架結構的即時調整，是模型數據庫創建的關鍵。

綜上所述，本文主要從以上4個方面存在的需求出發，探討支吊架模型數據庫的設計方法，并通過以下步驟創建模型數據庫：

（1）不同類型零件數據庫的創建，如管夾、吊桿、支撐板等。

（2）單一零件不同規格尺寸的參數化、系列化。

（3）通過零件的組裝，完成不同類型部件的創建，形成部件數據庫。