基于CATIA知识工程的三维装配体参数化设计.pdf

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1、2015年8月机械设计与制造工程Aug．2015第44卷第8期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44No．8DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．08．004基于CATIA知识工程的三维装配体参数化设计白晓宇，陈义保，胡友民，贾坤，李先成(1．烟台大学机电汽车工程学院，山东烟台264005)(2．华中科技大学无锡研究院，江苏无锡214174)(3．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：三维装配体参数化设计对提

2、高机械产品零部件的设计效率具有重要作用，是参数化设计的重要研究方向之一。结合CATIA知识工程和参数化设计的特点，通过分析装配体模型结构特点，提出了一种基于CATIA知识工程的三维装配体参数化设计方法。首先分析了装配体参数化设计时参数之间的传递关系，然后基于知识工程对构成装配体的三维模型进行合理的检查和修改，最后基于CATIA平台，运用CATIA知识工程顾问模块，结合实例探讨了基于CATIA知识工程的装配体参数化设计工程实现方法。关键词：CATIA知识工程；参数化设计；三维装配体；参数关联中图分类号：，rP391

3、．72文献标志码：B文章编号：2095—509X(2015)08—0015—06参数化设计方法能够灵活地对产品模型进行效的三维装配体模型参数化设计。修改，从而避免产品重新设计问题，提高产品的设计效率]。尤其是对于结构成熟的产品，通过参1CATIA知识工程与参数化设计数化设计能够更方便地对产品进行管理。目前国CATIA是法国达索公司开发的大型CAD／内外的参数化研究大多集中在单个零件上，对于装CAM软件，广泛应用于汽车、航空航天、船舶等工配体的参数化设计的研究及应用还有待加强J。业领域，为工业产品的设计提供了一种有

4、效手通过研究三维装配体参数化设计，可以提高机械产段。CATIA软件的知识工程是CATIA软件的重品的设计效率。例如文献[2]通过研究装配体模要组成部分，其提供了参数(parameters)、关系(re—型参数化设计，并应用到机床的参数化设计上，提lations)、公式(formulas)、规则(rules)、检查高了机床的设计效率；文献[3]将装配体参数化设(checks)等工具，通过这些工具工程人员可以将产计抽象为二叉树结构，并应用到减速器的参数化设品的设计知识表达出来，如行业标准、尺寸约束、装计中，对提高减速

5、器的设计效率具有重要作用。配约束、材料属性等]。通过装配体的参数化设计，可以实现产品部件参数化设计是将产品的几何约束与尺寸约束甚至整机模型的快速修改，从而提高机械产品的设等信息通过参数相互关联，利用尺寸驱动达到修改计效率。将知识工程引入到三维装配体的参数化模型的目的。但这种参数化设计方法存在着很设计中，可以更加方便快捷地实现复杂模型的参数多不足，对于复杂零件模型或装配体的参数化设计化设计。知识工程采用人工智能的原理和方法，能难以满足要求的问题，例如特征控制、多参数协调够弥补传统参数化设计的不足，例如传统参数化设等

6、，通过引入知识工程，可以使参数化设计更加灵计中无法进行多参数协调控制等。活。本文根据零件参数化设计的特点，结合实例介在参数化设计时引入知识工程有以下几个优绍了三维装配体参数化设计的方法，并将知识工程点：引入到装配体的参数化设计中。通过面向对象的1)单一的尺寸驱动只能对三维模型的外形尺高级语言对装配体模型特征进行修改，从而实现高寸进行调整，难以对特征进行调整，如孑L、倒角等特收稿日期：2015—06—11作者简介：白晓宇(199o一)，男，内蒙古赤峰人，烟台大学硕士研究生，主要研究方向为虚拟制造与数字化工厂技术。·

7、15·2015年第44卷机械设计与制造工程征的显示，通过知识工程可以方便地对这些特征进2)间接关联。零件的用户参数只与其上级装行控制j。配体的用户参数进行关联，参数进行单层传递，如2)知识工程采用面向对象的高级程序语言，图3所示。实现多参数之间的相互关联，减少单一参数驱动产生的不便。3)通过知识工程提供的功能模块，对参数进行参数验证，减少参数的输入错误9j。图2参数直接关联图3参数间接关联采用参数直接关联方式进行参数化设计时，首先要建立构成装配体的单个零件的用户参数以及总装配体的用户参数；然后建立参数之间的函数关

8、系，包括零件用户参数与零件自身特征参数的函数◆离关系，零件用户参数与总装配体用户参数之间的函数关系，以及总装配体用户参数与装配约束之间的1‘外部参数函数关系，从而实现参数直接关联。‘参数采用参数间接关联方式进行参数化设计时要增加子装配体的用户参数，零件用户参数只与其上●零件几何体级装配体的用户参数进行关联，子装配体的用户参数要与其上级装配体和下级零件的用户参数建立基于CA