利用CATIA知識工程進行零件設計

2014-11-09 伯德富 新疆機械研究院股份有限公司

  介紹了CATIA V5 軟件知識工程模塊,并以鏈輪為例,介紹了如何建立零件模板。

1、CATIA 軟件介紹

  CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application) 是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM 一體化軟件。它的集成解決方案幾乎覆蓋所有的產品設計與制造領域,F在的CATIA 軟件分為V4 版本和V5 版本兩個系列。V4 版本應用于UNIX平臺,V5 版本主要應用與Windows 平臺。自從推出V5 版本以后,CATIA 發展的極為迅速,目前在航空航天及汽車制造行業應用非常廣泛。

2、知識工程簡介

  知識工程是建立設計知識的模型,用戶可將企業知識、標準以及已有的產品設計經驗嵌入到設計模型中。這種簡單的類似于面向對象的操作,使得設計人員在設計時不需要關心建模的具體過程,而將更大的精力投入到真正的設計及創新中。目前許多主流設計軟件均有這方面的嘗試,譬如UG(Unigraphics)中的知識融合(Knowledge Fusion 簡稱KF)模塊,以Intent 工程語言為基礎,開發出與UG 建模系統相同的KF 語言,把工程規則與UG 系統的對象模型互相融合在一起,構成需要的三維模型。

  2.1、軟件環境介紹

  CATIA V5 知識工程模塊提供了豐富的工具,例如參數、關系、公式、規則等手段,將企業知識嵌入到零部件中,然后通過提取這些知識,并在企業內部進行配置,從而實現企業知識的重用,提高設計效率。設計人員在進行設計時,不需要關心這些知識到底有哪些內容,而只需要知道目標模型所屬的類型及確定目標模型具體細節的幾個關鍵輸入參數即可。調用模型時,通過輸入參數,調用打包在模型內部的一系列計算公式及判斷條件,自動進行內部運算與調整,快速生成符合用戶設想的幾何模型,這是CATIA V5 知識工程的實質。知識工程模塊是CATIA V5 眾多的模塊之一(圖1),其包含以下子模塊:知識工程顧問(KWA: Knowledge Advisor);知識工程專家(KWE: Knowledge Expert);產品工程優化(PEO: Product Engineering Optimizer);產品知識模板(PKT: Product Knowledge Template);業務流程模板(BKT: Business Process Knowledge Template);產品功能定義(PFD: Product Function Definition)。

利用CATIA知識工程進行零件設計

圖1 知識工程模塊

  2.2、主要命令介紹

  知識工程的主要命令如圖2,這些命令同時嵌入到其他模塊中,設計人員也可以在其他模塊直接使用。其命令功能介紹如下:

利用CATIA知識工程進行零件設計

圖2 知識工程的主要命令

  (1)公式命令:可將圖形的尺寸、比重、體積等數據以參數的方式表示,通過編輯參數,可以控制產品的特性。

  (2)設計表命令:可將標準設計的變量名稱及變量值,通過與Excle 鏈接制成表格,通過讀取所列的Excle 文件,將文件的變量與Excle 的字段鏈接。

  (3)函數命令:可以建立參考方程,利用一個參數來定義另一個參數。

  (4)規則命令:對參數數值的判定邏輯來制定規則,預防在設計當中參數值違反設計規范。

  (5)檢查命令:可以讓設計人員對參數值加以檢查,當參數值違反檢查規則時,檢查會提供警告信息,以提醒設計人員注意。

4、結束語

  使用CATIA V5 的知識工程進行新產品設計時,只需要修改相應的設計參數或規則,系統就可以按照規則自動驅動幾何模型的修改或零部件的布置。這樣,在設計效率上,就遠遠超過了傳統的參數化或變量化設計軟件系統。