基于CATIA的輪胎胎側(cè)文字內(nèi)容與位置關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)方法

吳東霞，張 敏，李 華，程麗娜，吳月仙，楊 旭

（中策橡膠集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310018）

輪胎胎側(cè)圖主要包含文字內(nèi)容和圖形，文字內(nèi)容包含品牌、花紋代號(hào)、速度級(jí)別、結(jié)構(gòu)、層級(jí)、認(rèn)證及法規(guī)要求的其他內(nèi)容。同一個(gè)花紋系列的不同輪胎產(chǎn)品的文字內(nèi)容略有不同，在AutoCAD軟件中，若采用系統(tǒng)自帶字體并進(jìn)行環(huán)形排列，則不滿足加工條件；采用線框圖形，則不利于修改內(nèi)容。設(shè)計(jì)不同產(chǎn)品時(shí)，需刪除原設(shè)計(jì)然后重新進(jìn)行排列，操作繁瑣，且容易出錯(cuò)。因此將文字內(nèi)容與位置進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)是解決這一難題的關(guān)鍵。

隨著3D設(shè)計(jì)軟件的普及，越來越多的企業(yè)應(yīng)用CATIA等參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件。但CATIA軟件在輪胎設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用研究大多集中在花紋和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面[1-2]，雖然對(duì)胎側(cè)字體建模也有所涉及[3-7]，但都沒有深入研究。因此為滿足胎側(cè)設(shè)計(jì)的需求，設(shè)計(jì)人員需深入研究參數(shù)化和關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容[8-11]。

本工作提出了一種基于CATIA的輪胎胎側(cè)文字內(nèi)容與位置關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)方法，將胎側(cè)設(shè)計(jì)分為文字內(nèi)容及其位置信息2個(gè)模塊，分別建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模板庫，在使用CATIA裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行胎側(cè)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行調(diào)用，實(shí)現(xiàn)胎側(cè)文字內(nèi)容與位置信息的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)以及胎側(cè)的快速建模。

1 建模流程

模板具體創(chuàng)建流程如圖1所示。

圖1 建模流程示意

2 胎側(cè)位置信息模塊創(chuàng)建

依據(jù)模板中輪胎胎側(cè)定位標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)計(jì)算公式和位置參數(shù)創(chuàng)建所需的定位點(diǎn)、定位線和定位面。

2.1 創(chuàng)建內(nèi)容位置模板

（1）二維模板中定位面固定1個(gè)平面，三維模板中定位曲面為胎側(cè)輪廓旋轉(zhuǎn)面，定位線和定位點(diǎn)采用半徑和角度參數(shù)創(chuàng)建。

（2）將所作內(nèi)容封裝為內(nèi)容位置模板，模板可以發(fā)布定位點(diǎn)、定位線、定位面及相關(guān)參數(shù)及圖形元素。根據(jù)內(nèi)容和形式的不同，此類模板數(shù)量較多。

2.2 創(chuàng)建胎側(cè)定位分區(qū)

（1）將用于定位的設(shè)計(jì)參數(shù)錄入Excel表中作為設(shè)計(jì)表PTT，其中第1行是參數(shù)名，下面每1行定義1個(gè)產(chǎn)品配置的參數(shù)值，每1列定義1項(xiàng)內(nèi)容位置的設(shè)計(jì)參數(shù)，某1列或幾列構(gòu)成了某一內(nèi)容所需的全部位置設(shè)計(jì)參數(shù)。配置設(shè)計(jì)表的每1行代表一種可能的參數(shù)值，也就對(duì)應(yīng)著一種尺寸規(guī)格的零件模型，因此設(shè)計(jì)表的每1行被稱為一個(gè)配置。

（2）按設(shè)計(jì)配置中各內(nèi)容位置的不同，調(diào)取所創(chuàng)建零件庫中相應(yīng)的內(nèi)容位置模板，并與設(shè)計(jì)表PTT的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)聯(lián)（見圖2）。

圖2 內(nèi)容位置模板實(shí)例化界面

（3）逐一調(diào)用內(nèi)容位置模板，直至完成整個(gè)胎側(cè)定位分區(qū)。

3 內(nèi)容信息模塊創(chuàng)建

內(nèi)容類別模塊建立步驟如下。

（1）將胎側(cè)所有文字內(nèi)容按類別進(jìn)行整理。

（2）對(duì)于每一個(gè)類別，以定位點(diǎn)、定位線和定位面及相關(guān)內(nèi)容參數(shù)為輸入，建立相應(yīng)的內(nèi)容類別模板。內(nèi)容參數(shù)中有字符串內(nèi)容、對(duì)齊信息、字高和字形等參數(shù)，可完整定義一個(gè)類別的內(nèi)容。

（3）依據(jù)定位點(diǎn)、定位線、定位面及相關(guān)內(nèi)容參數(shù)，采用二次開發(fā)的排列程序依次從字體庫中調(diào)取單個(gè)字體模板并實(shí)例化，得到整串字符串內(nèi)容。

（4）依據(jù)相關(guān)內(nèi)容參數(shù)完成其他相應(yīng)的繪制工作，如活絡(luò)塊外形等。

（5）將上述工作封裝，建立內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)零件庫（見圖3）。

圖3 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)零件庫界面

4 文字內(nèi)容與位置關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模塊

使用胎側(cè)定位分區(qū)里相應(yīng)類別發(fā)布的定位點(diǎn)、定位線和定位面，調(diào)用相應(yīng)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)模板，創(chuàng)建具體內(nèi)容，然后逐一調(diào)用各個(gè)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)模板，直至完成整個(gè)胎側(cè)內(nèi)容。

在此過程中，采用設(shè)計(jì)表（Design Table）技術(shù)，將每一類別內(nèi)容的具體參數(shù)錄入Excel表Content對(duì)應(yīng)的參數(shù)列，將CATIA所建內(nèi)容參數(shù)集與Excel表所對(duì)應(yīng)參數(shù)集進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容參數(shù)表驅(qū)動(dòng)CATIA模型中文字內(nèi)容變化，最終實(shí)現(xiàn)內(nèi)容參數(shù)化驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。

內(nèi)容信息創(chuàng)建模塊采用產(chǎn)品規(guī)格Size進(jìn)行驅(qū)動(dòng)參數(shù)表Content的配置選行。在位置信息創(chuàng)建模塊設(shè)計(jì)表PTT和內(nèi)容信息創(chuàng)建模塊參數(shù)表Content之間，用產(chǎn)品規(guī)格Size進(jìn)行統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)。

在裝配設(shè)計(jì)下，通過零件-定義上下文鏈接將位置零件發(fā)布的內(nèi)容與內(nèi)容零件所使用的發(fā)布內(nèi)容進(jìn)行更新鏈接關(guān)系（見圖4），胎側(cè)文字內(nèi)容與位置更新為當(dāng)前參數(shù)所驅(qū)動(dòng)的位置，可實(shí)現(xiàn)胎側(cè)文字內(nèi)容與位置自動(dòng)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)及快速建模，建模效果如圖5所示。

圖4 定義上下文鏈接界面

圖5 建模效果

5 結(jié)論

本工作對(duì)基于CATIA的輪胎胎側(cè)文字內(nèi)容與位置關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討。該方法將胎側(cè)設(shè)計(jì)過程分為位置信息創(chuàng)建、內(nèi)容信息創(chuàng)建和文字內(nèi)容與位置關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等多個(gè)模塊，在設(shè)計(jì)過程中結(jié)合CATIA知識(shí)工程靈活組合，大幅度增強(qiáng)了胎側(cè)建模的功能利用程度，極大地提高了建模效率。