引言 以计算机技术为支柱的信息技术日新月异的发展,参数化cad设计已越来越受到企业设计人员的重视,利用参数化cad技术手段进行设计不仅可以向人们展示直观的数据模型,还可以通过一系列的自动化手段(如参数化设计、关联驱动、提取明细表,干涉与碰撞检查等等)将繁琐的工作交由计算机来完成,实践证实,参数化cad技术对加速新产品开发、提高产品质量、降低成本起着关键作用,是提高市场竞争力的强有力的手段。 然而,经济循环加大和加快,市场竞争日趋激烈,社会的消费观念也不断发生变化,以知识为基础的产品创新设计将成为全球制造业竞争的核心。近年来,参数化cad软件主要应用在产品的详细设计阶段,作为一个实体造型的工具,在企业的产品设计制造中发挥了巨大作用,随着市场需求的变化,参数化cad技术在企业中所扮演的角色发生了重大变化。 对参数化cad技术的新要求 科技是第一次竞争,而产品的工业设计是第二次竞争,这就对制造企业提出了新的要求:一个产品由概念设计到制造完成的时间要最短,高质量低成本;为了满足用户个性化的需求,就需要在设计过程中进行不断的、实时的修改。需求和角色的改变,也就要求参数化cad技术有所创新、有所突破,不仅具有详细设计阶段的造型技术,同时也具有概念设计阶段的造型技术。创新设计对参数化cad提出新的要求,必须具备以下特性: 1. 操作模式实用性 2. 造型设计多样性 针对通用产品设计的方法则是采用智能造型技术,该技术不仅具有尺寸驱动模型;而且具有模型特征自适应性,设计人员可以根据企业产品特性,通过草图、特征、零件和组件建立起企业产品标准化,避免大量重复性工作。 3. 面向对象的造型技术 4. 支持产品全过程设计 5. 支持企业的协同设计 thinkdesign技术应用于创新设计 众所周知,当今主流参数化cad软件功能上个有千秋,但都存在着共同特点:三维软件内核技术都是来自国外,完全开展符合中国制造业设计习惯的服务较为困难,大多数的情况是我们的设计人员要迁就软件操作模式。所以,非常有必要将thinkdesign软件的发展情况做一下阐述:thinkdesign软件是think3公司从1979年开始研发的产品,thinkdesign软件技术不仅具备参数化cad技术,而且在此基础上对cad技术进行了创新,具体将从以下几方面作详细描述: 1. 集成环境必定带来操作实用 对企业历史数据的继承 企业应用cad技术都是沿着二维cad到三维cad技术方向发展的,历史的设计数据大多数是二维的,如何能够充分地利用起来是非常棘手的问题。下面将用数控机床刀具机构部件的设计实例,看看thinkdesign软件是如何解决这类问题的。 首先,采用自顶向下(top-down)设计方式,打开刀具机构部件模型文件,接下来直接打开dwg格式的换刀组件的装配文件(详见图1中的右边部分),利用“移除重叠”功能对dwg格式文件中移去多余的线段,实现图层与线段的对应,然后采用鼠标拖动方式,将dwg格式的换刀组件文件直接拖到三维模型设计环境下(详见图1中的左边部分),当然,除了dwg/dxf外,其它的模型和图片也能够直接拖动到三维造型环境中。 其次,利用软件的旋转、平移和图层编辑功能,对换刀组件的装配文件进行编辑,再利用“标签”功能实现设计人员可以从自定义的不同视角观看设计环境。接下来就是将2d迁移成3d模型,可以利用实体操作命令,但关键是利用“智能尺寸链”技术,直接在工程图上拾取尺寸、长度、半径、直径、角度以及最小距离等数值。如图2所示,选择“尺寸”,用鼠标在工程图上拾取标注的尺寸“223”,则模型拉伸的尺寸就是“223”。 最后,安装上述的步骤,依次完成换刀组件中每个零件的转换工作,接着按照参数化cad装配的技术完成该组件的装配,这里就不再作详细描述了,最终的结果如图3所示。 零件与装配的统一环境 使用过三维cad软件的设计人员都非常清楚,零件模型和装配模型的文件是分开的,采用不同的扩展名称,每当需要移动装配模型文件时,必须将其子部件和零件模型文件一起移动;或者必须重新调整装配的文件路径关系,的确给设计工作带来不便利。 thinkdesign软件全部的模型文件都采用相同的扩展名称(.e3);由于需要兼顾参数化cad技术,所以对工程图的文件采用扩展名称(.e2)。这样一来,零件和装配的文件即相互统一又相互独立,通过叶轮加工模型文件,说明如何解决上述问题的。 首先,在目录中将叶轮加工模型拖动到软件造型环境中,从图4中左边图的右下角,可以看出打开的模型文件是零件模型,但它却又是装配模型,因为实际生产中设计人员需要对叶轮加工模型中的叶片进行修改;而制造人员只是需要修改后的叶轮加工模型文件。 为了实现这个想法,利用图4中右边图所示的菜单命令,选择“创建外部参考”将叶片水力图特征变成外部模型文件,这时,在目录中多了个文件名称(见图5左下角所示)。如果特征树上的特征结构比较多时,也可以将修改的模型文件设置成“标记为设计中”以区分修改与不修改的零部件,并在特征树上以背景为“红色”进行标识出来,结果如图5所示。 最后,当设计修改完成后,需要形成一个独立的叶轮加工模型文件时,则可以利用图4中右边图所示的菜单命令,选择“断开链接”将取消与叶片水力图模型文件的关联,并将修改后的结果保存在叶轮加工模型文件中,对叶片水力图模型文件来讲,可以删除了。 2. 务实的自由造型方法 参数化cad造型技术已经给设计人员提供:从二维草图通过旋转、拉伸、切除和扫描等特征造型技术形成三维模型;从插补曲线、样条曲线、nurbs曲线到放样曲面、旋转曲面、nurbs曲面,最后完成曲面建模;然后可以对实体特征和曲面特征进行编辑、参数驱动、尺寸关联等等,这些是参数化cad软件必备的造型技术。 thinkdesign软件的造型技术除了具备参数化cad造型技术外,并在此基础上对造型技术进行延伸,具体体现在以下三点: 有参和无参的造型技术 参数化造型技术对设计人员来讲,不是一个陌生的概念,主要应用于产品详细设计阶段。而无参数造型技术是产品创新设计过程中经常使用的工具,覆盖了从概念设计到制造前设计中的每个阶段,无参数造型技术将为设计人员提供对图片、草图、模型等处理的手段。下面通过数控机床的工作台设计实例,叙述thinkdesign软件对该项技术的应用: 首先,利用软件的2d迁移到3d的方法,完成对工作台的实体造型,接下来对工作台进行装配,经测量(见图6a所示)发现工作台的滑槽部位尺寸需要将“320”调整到“420”。 其次,打开模型的草图进行调整(见图6b所示),这时你会发现草图没有任何尺寸,而修改时工作台外轮廓不能发生变化,只要选择“多重拉伸”命令,将需要修改的部分草图用鼠标框选,确定起始点后左右各偏移50mm,这样就完成滑槽部位尺寸的调整。 最后,当草图调整完成后,模型文件会自动调整过来,检测以下结果是“420”(见图6c所示)。 通过上述的例子,让设计人员对无参数造型技术有个直观了解,虽然只是对草图进行处理,但有参和无参造型技术始终贯穿在thinkdesign软件中。 曲面和实体混合造型技术 实体造型技术和曲面造型技术,在当今参数化cad技术中被广泛采用,但它们之间的特征是相互独立的,由于产品的市场需求的变化,大多数情况要求曲面造型和实体造型相互结合,才能完成产品的设计模型。所以,在产品创新设计中提出了将曲面和实体混合的造型技术。接下来以水泵的叶片模型为例,说明thinkdesign软件是如何实现曲面实体混合造型技术: 对叶片的曲面绘制同参数化cad技术相似,过程就不作阐述,模型生成的结果见图7a所示,接着选择“生成实体”的命令,将曲面变成实体,在特征树上的反映是“实体”,但它还具有曲面的特征,也可以采用曲面的编辑功能进行修改。 那么,现在使用实体特征编辑命令“边圆角”,对叶片外表面上部三个边倒r3的圆角,其结果见图7b所示。 大家都知道,曲面上倒圆角必须用曲面圆角命令;实体上倒圆角必须用实体圆角命令,而上述的例子恰恰是在曲面上采用实体倒圆角的命令,足以说明只有是曲面实体混合造型才能实现,必然会提高设计人员造型的速度。 智能特征式造型技术 据相关统计资料表明,机械制造业中零部组件属于标准件和外构件占50%;企业通用件和相似件占40%;用户特殊需求件占10%,所以,多数企业已经开始采用产品标准化设计和模块化设计,为了让企业能够快速便捷地建立产品设计数据库,thinkdesign软件提供了智能特征式造型技术,它不仅能够参数驱动特征,同时特征也具有自适应功能,举个实例同大家分享一下: 对汽车仪表覆盖件的设计过程中,需要有一个连接耳片,那么可以从软件的“智能对象库”选取拖动插入,见图8a所示,你可以修改尺寸数据和选择插入模式。再见图8b所示,拖动插入销座的零件,它能够依据草图的外形自适应的变化。 智能对象库的建立只需选择“定义”命令,确定属性、选项、参数、参考、配置等信息,然后从特征树上选择草图、特征、零件或部件等信息,最后确定并保存成智能对象(扩展名称是.sf)。定义后的智能对象也可以被重新编辑。 3. 国际化内核技术引领面向对象的建模 由于软件厂商的不同,其参数化cad软件的模型数据也不同,虽然相互之间能够读取,但由于只是外形轮廓数据,造成了企业之间数据交换的不方便,尤其是配套生产的企业呈现的问题特别突出,这就促使参数化cad技术要创新,能够对无参数模型数据进行编辑,为企业设计人员提供便捷的服务。 thinkdesign软件就很好地解决了这类问题,在参数据cad技术基础上,提出了交互建模技术(ism),它是在交互式三维曲面和实体建模中一个突破性的飞跃。同时与先前技术共存。以便评估、构建新的几何模型并且编辑模型,无需考虑特征、参数及属性等历史记录。通过“转动接头组件”catia模型文件实例,让大家了解技术的实用性。 直接打开“转动接头组件”模型文件(如图9a所示),当然对pro/e、parasolid等格式的模型文件也是可以直接读取的。打开后的零件属性、尺寸和约束关系等都没有,装配关系在特征树上只用实体来表示。可以通过编辑颜色来区分组件下的每个零件,还可以选择“新建组件”来形成组件一下的每个零件,具体见图9a所示;对零件模型的编辑,则采用交互建模技术的移动面、延伸面/封闭实体、偏移面、移除面和替换面等功能,那么我们就利用“移动面”的功能将腰型槽进行移动并复制,在移动过程中选择“要移动的面”和“限制面”,并通过移动的尺寸等参数进行控制,具体见图9b所示的操作完成后的结果。 不错,上述的实例是实体模型,接下来采用汽车 “冲压件”的catia曲面模型文件为例,了解该技术对曲面模型的处理。同样,直接打开汽车 “冲压件”的catia曲面模型文件,然后选择“移除面”功能,选取“需要移除的曲面”(见图10a所示的桔黄色部分)和“限制曲面”(见图10a所示的绿部分),确认后曲面的圆角被删除,依次类推,最后修改的结果如图图10b所示,前端圆弧曲面以被移除。 总之,只有在具有面向对象造型技术的基础上,利用交互建模技术,才能实现对无历史记录模型上进行编辑,给产品设计开发过程带来极大的便捷。同时企业能够更加易于处理预期内和未预期的产品变更、处理不是他们初始创建的产品模型,提高与供应链合作的能力。 概念设计阶段是产品创新的关键阶段。实践表明,产品创新主要来自概念设计阶段所涉及的功能、原理、形状、布局和结构等方面的创新。目前在国内开展概念设计的软件也有,但同主流的参数化cad的数据格式是不一致的,需要进行数据转换工作,同时数据模型的精度较难保证,设计过程会随着设计更改和模型转换而延长周期。 在概念设计与工程设计的一致性方面, thinkdesign软件能够协调好这二个方面的关系, 实现集成的设计体系,其中:td engineering(产品设计)和td tooling(工装模具设计)两大模块的功能同参数化cad的功能相似,在这就不做具体描述。主要从以下二个方面来阐明thinkdesign软件集成设计体系,面向概念设计阶段开展工作的技术特色,以汽车配件倒视镜设计为例,阐述产品设计人员如何将艺术师的手稿(图像文件)变成多种产品设计模型。 概念设计中的模型产生 首先,在软件模型环境中选择不同的工作平面,分别插入二个图片文件,选择“缩放图像”命令将图片的比例值设置成一样(本例是1.2),在运用“修改图像”命令对图片进行拖动和旋转,达到指定的定位位置中具体见图11a所示。接下来利用软件的曲线功能完成图片上轮廓曲线的绘制工作,通过选择“通过控制点的曲线”命令来绘制图片的轮廓草图,具体见图11a所示中“红色”曲线,它们都属于二维曲线;那么,利用“由2d曲线生成3d曲线”命令来实现2d曲线到3d曲线的转换工作,具体见图11a所示中“绿色”曲线,它是属于三维曲线;依此类推,完成图片的3d曲线绘制,如图11b所示。 其次,在3d曲线绘制完成并通过曲线修改功能进行完善,确认可以后,利用曲面功能绘制图片上的各个曲面,选择 “放样曲面”命令来绘制曲面,具体见图11b所示中“绿色”曲面部分,然后在运用曲面的分析功能、修改功能对绘制曲面进行完善,依次类推完成曲面绘制工作,如图12a所示。 最后,对各个曲面进行整合,运用“生成实体”命令实现曲面实体混合模型;用布尔运算“实体合并、实体相交、实体删减”的命令来实现特征的关联,再利用实体的变半径倒圆角、实体抽壳、倒角等命令对模型进行细节修整,根据已设计的模型再添加“镜子”的实体,这样一个从图片到3d模型的设计过程就完成,结果如图12b所示。 多种设计方案的形成 纵观企业产品设计过程可以得出结论,新产品的设计方案必定是多个。同样,对上述的汽车倒视镜的产品设计,采用软件可形成多种设计方案: 【方案一】对倒视镜的镜面部分进行设计;选择全局变形建模(gsm)中的“高级gsm”命令,在命令菜单对话条中选取整个模型,并确定倒视镜的尾部曲线为固定;然后选择镜框边的曲线为初始曲线,再选择如图13a所示的曲线为目标曲线,接下来选择“确定”,新的设计方案形成,具体如图13b所示。 【方案二】对倒视镜的尾部形状进行设计;选择全局变形建模(gsm)中的“高级gsm”命令,在命令菜单对话条中选取除镜片特征外的特征,接着采用“套索”选择命令来确定倒视镜的前部曲线为固定不变,然后选择倒视镜尾部的曲线为初始曲线,再选择如图14a所示的曲线为目标曲线,接下来选择“确定”,又一个新的设计方案形成,具体如图14b所示。 需要说明的是:全局变形建模(gsm)的功能包括折弯、半径折弯、扭转、高级gsm、复制、平面变形、3d变形、棱线扭转和圆角转换等,为设计人员开展柔性设计提供丰富的解决造型技术的手段,本例虽然只采用“高级gsm”命令,但确实现了三个设计方案的产品模型,分别如图12b、图13b和图14b所示。
制造业正在改变传统的作业方式,企业经营模式开始从小而全模式向合作专业化模式转变。采用以internet网络为基础,基于项目管理的分布式协同工作方式,促进企业内部和企业之间的合作。 thinkdesign软件不仅具有集成的设计体系,同时也具有与td plm系统无缝的集成性,具体的集成方式见图15a所示。其中,如图15a所示td plm系统的工具菜单直接集成在thinkdesign软件中,它包括登录、检入、检出、创建版本、显示物料结构、从零件中获取文件、保存等等功能,设计人员可以直接面向td plm系统进行操作,那么我们以零件下载为例,实现从td plm系统中选择零件进行装配的。 从图15a所示中选择“从零件中获取文件”命令,就会登录到td plm系统中(需要有登录的帐户名称及密码),出现如图15b所示中的td plm系统窗口,显示相关零部件信息(预览图、代号、名称、生命周期、版本等等),在选取的零件前面打上“√”后,选择执行“导入”命令,这样被选取的零件会自动进入到thinkdesign软件模型集成环境中(如图15b所示),接下来按照thinkdesign软件的装配功能完成零件的装配。 鉴于td plm系统属于产品数据管理的范畴,为此不作详细描述。但由于td plm是基于web的产品全生命周期管理系统,这样一来,设计人员可以利用企业局域网开展内部的协同设计工作;利用internet网络开展异地的协同设计工作。 从二维cad绘图到三维参数化cad造型是企业深化cad技术应用的方向,而当企业应用三维cad软件后,也会提出深化三维cad应用的需求,综上所述的分析,得出一个结论是thinkdesign软件是企业深化cad应用技术的领跑者,提供系列化的设计工具,让设计人员从模糊的概念开始,将自己的设计思想表达出来,经过动态的修改得出精确的设计模型,结合产品全生命周期管理系统plm,帮助企业实现设计、生产、管理等环节的信息化集成。先进的设计能力才能产生先进的制造企业,cad技术发展趋势就是进行创新设计,以参数化cad技术为基础向创新协同cad技术发展。cad世界正在发生翻天覆地的变化,创新协同cad技术必将成为普遍适用的高新技术,引发了制造业的数字化革命,锋芒所指,所向披靡。欢迎大家咨询abaqus软件、abaqus价格、 cst软件、cst价格、abaqus培训、abaqus下载、abaqus试用、cst培训、cst下载、cst试用。 |
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-20
2023-09-19
2023-09-19
2014-06-20
2017-05-19
2015-03-03
2015-03-03
2015-03-03
2015-03-03
2015-03-03
2017-05-19
2017-05-19
2017-05-19
2023-09-19
[有限元知识] 有限元分析的基本步骤,听听专家的意见和建......
2023-09-19
2023-09-18
2023-09-18
[有限元知识] 有限元分析是啥专业?有限元分析从入门到精......
2023-09-15
2023-09-15
[有限元知识] 有限元分析可以做什么工作?盘点有限元分析......
2023-09-15
2023-09-14
2023-08-14
[行业资讯] 驶向未来的可持续轿车发动机【abaqus......
2023-08-22
地址: 广州市天河区天河北路663号广东省机械研究所8栋9层 电话:020-38921052 传真:020-38921345 邮箱:thinks@think-s.com
和记娱乐app官网登录 copyright © 2010-2022 广州思茂信息科技有限公司 all rights reserved. 粤icp备11003060号-2