基于CATIA的多層焊縫符號(hào)規(guī)范化與開發(fā)

雒海鵬，王云鋒，肖承翔

（機(jī)械科學(xué)研究總院中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心，北京　100044）

基于CATIA的多層焊縫符號(hào)規(guī)范化與開發(fā)

雒海鵬，王云鋒，肖承翔

（機(jī)械科學(xué)研究總院中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心，北京100044）

論文通過(guò)對(duì)機(jī)車、工程機(jī)械等企業(yè)焊縫符號(hào)的實(shí)際需求調(diào)研和分析，提出一種新的焊縫符號(hào)表達(dá)方式，該方式是對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號(hào)表達(dá)形式的擴(kuò)展和完善。最后通過(guò)基于CATIA的二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證了該表達(dá)方式基本可以滿足企業(yè)的需求，且表達(dá)更加簡(jiǎn)單和明了。

CATIA；焊縫符號(hào)；標(biāo)準(zhǔn)化；二次開發(fā)

0　引言

焊縫符號(hào)是一種工程語(yǔ)言，可以簡(jiǎn)單、明了地在模型上表達(dá)焊縫的形狀、幾何尺寸及焊接方法，且以規(guī)范的圖示表示一個(gè)焊接接頭或釬焊接頭完整的信息。通過(guò)對(duì)機(jī)車行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)等企業(yè)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中大型結(jié)構(gòu)件在某一焊縫處需進(jìn)行多次焊接，設(shè)計(jì)時(shí)需多次標(biāo)注且標(biāo)注過(guò)程比較繁瑣，為此部分企業(yè)通過(guò)定制符號(hào)的形式實(shí)現(xiàn)多層焊縫的表達(dá)過(guò)程。但面對(duì)復(fù)雜的焊接工藝，僅通過(guò)制定符號(hào)的方法解決多層焊縫標(biāo)注的問(wèn)題顯然無(wú)法滿足需求。

本文通過(guò)分析焊縫符號(hào)最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，提出一種可最多表達(dá)三層焊縫的表達(dá)方式，并基于CATIA進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了多層焊縫快速、便捷的標(biāo)注，同時(shí)極大地提高了設(shè)計(jì)過(guò)程中焊縫的標(biāo)注效率。

1　多層焊縫符號(hào)的規(guī)范化表達(dá)

焊接符號(hào)一般是由基本符號(hào)和指引線組成，必要時(shí)可以加上補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)，其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接符號(hào)如圖1所示。

圖1　焊縫符號(hào)的標(biāo)注方式Fig.1 Indication of welding symbols

該焊縫符號(hào)是把在圖樣上用技術(shù)制圖方法所表示的焊縫的基本形式和尺寸采用一些符號(hào)來(lái)表示的方法。焊接符號(hào)可以表示出所焊焊縫的位置、焊縫橫截面形狀（坡口形狀）及坡口尺寸、焊縫表面形狀特征、表示焊縫某些特征或其他要求。

通過(guò)對(duì)機(jī)車行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)中企業(yè)的中大型件多層焊縫標(biāo)注發(fā)現(xiàn)，所謂的多層焊縫標(biāo)注其實(shí)質(zhì)就是在現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號(hào)上再增加第二層、第三層的焊縫標(biāo)注信息，不同的就是三層焊縫之間有著明確的約束關(guān)系。因此本文提出對(duì)現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展及完善以滿足企業(yè)需求，其表達(dá)形式如圖2所示。

圖2　多層焊縫符號(hào)的標(biāo)注方式Fig.2 Indication of multilayer welding symbols

多層焊縫符號(hào)的標(biāo)注應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本規(guī)定：

（1）當(dāng)焊縫在接頭的箭頭側(cè)，則基本符號(hào)標(biāo)在基準(zhǔn)線的實(shí)線側(cè)。

（2）當(dāng)焊縫在接頭非箭頭側(cè)，則基本符號(hào)標(biāo)在基準(zhǔn)線的虛線側(cè)。

（3）標(biāo)注對(duì)稱焊縫或雙面埠縫可不加虛線。

（4）鈍邊高度p，坡口高度H，焊角高度K，焊縫余高h(yuǎn)，熔透深度s，根部半徑R，焊縫寬度C，焊角直徑d等標(biāo)注在基本特號(hào)左邊。

（5）焊縫長(zhǎng)度l，焊縫間隙e，相同焊縫數(shù)量n等標(biāo)注在基本特號(hào)右邊。

（6）坡口角度a，根部間隙b，加工方法（C，F(xiàn)，G，H，M，R，U七種加工方法）等標(biāo)注在基本特號(hào)上邊。

2　基于CATIA的多層焊縫符號(hào)開發(fā)

2.1開發(fā)環(huán)境介紹及配置

本次焊接符號(hào)的開發(fā)將基于CATIA V5R19及其CAA、RADE與Microsoft Visual Studio2008進(jìn)行。

CATIA是CAD/CAE/CAM一體化軟件，V5版本可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中使用和維護(hù)的工作環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中可以對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并實(shí)現(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。

CAA（Component Application Architecture）組件應(yīng)用架構(gòu)是Dassault Systemes第三方產(chǎn)品集成和一般客戶進(jìn)行客戶化、個(gè)性化設(shè)計(jì)的強(qiáng)有力的工具，RADE（Rapid Application Development Environment）快速應(yīng)用研發(fā)環(huán)境是一個(gè)可視化的集成開發(fā)環(huán)境，以Microsoft Visual Studio為載體，在該環(huán)境中增加了CAA的開發(fā)工具并提供完整的編程工具組。CAA的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)提供的RADE和不同的API接口程序來(lái)完成的。在進(jìn)行開發(fā)環(huán)境搭建時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）安裝CATIA，CAA，RADE時(shí)所指定目錄中不得有空格和任何中名字符，如系統(tǒng)默認(rèn)的program files這個(gè)目錄就含有空格是不合適的。

（2）CAA安裝時(shí)，會(huì)自動(dòng)找到安裝CATIA時(shí)的目錄，RADE安裝時(shí)需要注意目錄名問(wèn)題。

（3）在CAA RADE安裝前，必須安裝Microsoft Visual Studio 2008，同時(shí)注意不要把CAA RADE安裝在CATIA的安裝目錄下，安裝路徑不能有空格。

（4）進(jìn)行RADE產(chǎn)品的認(rèn)證和環(huán)境的設(shè)置。

2.2多層焊縫符號(hào)的工具開發(fā)

一是軟件功能設(shè)計(jì)。根據(jù)多層焊縫符號(hào)的規(guī)范表達(dá)方式，該工具應(yīng)包含以下的主要功能：指引線、基準(zhǔn)線、焊縫基本符號(hào)、焊縫補(bǔ)充符號(hào)、交錯(cuò)符號(hào)。除實(shí)現(xiàn)以上的基本功能外，還應(yīng)具備以下功能：

（1）讀取并修改的功能：多層焊縫標(biāo)注時(shí)，涉及符號(hào)、參數(shù)內(nèi)容較多，當(dāng)個(gè)別內(nèi)容錯(cuò)誤時(shí)需能讀取已創(chuàng)建的焊縫符號(hào)并修改后重新標(biāo)注。

（2）箭頭位置設(shè)置：為防止指引線與焊縫符號(hào)相互遮擋，需在標(biāo)注前判斷兩者的相互位置，并設(shè)置箭頭相對(duì)焊縫的位置。

（3）清空當(dāng)前內(nèi)容：快速刪除第一、二層內(nèi)容和第三層內(nèi)容。

（4）清空全部?jī)?nèi)容：快速刪除所有層的內(nèi)容。

（5）上下內(nèi)容交換：快速交換基線上下側(cè)的內(nèi)容。

（6）顏色設(shè)置：為滿足不同背景下的焊縫符號(hào)標(biāo)注，增加黑、白兩種符號(hào)顏色，必要時(shí)可進(jìn)行增加。

（7）約束關(guān)系：增加第二層與第一層的約束，第三層與第二層的約束，三面焊縫與周圍焊縫的約束等。

（8）配置文件：可以在該界面中對(duì)焊縫符號(hào)的默認(rèn)文本大小、箭頭類型、文本屬性等進(jìn)行設(shè)置。

其為便于讀取和修改焊縫符號(hào)標(biāo)注內(nèi)容，創(chuàng)建的焊縫符號(hào)內(nèi)容以隱藏文本的形式定義在NOA類型中，如圖3所示。該界面會(huì)記錄多層焊縫符號(hào)定義的所有信息，為修改焊縫符號(hào)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源。

圖3　NOA類型Fig.3 Types of NOA

二是界面布局。根據(jù)軟件功能特點(diǎn)和焊縫符號(hào)在實(shí)際中使用的情況（第一層、第二層焊縫符號(hào)使用頻繁，第三層焊縫符號(hào)實(shí)際中應(yīng)用較少），因此多層焊縫符號(hào)的設(shè)計(jì)將采用如圖4所示的界面布局。

圖4　焊縫符號(hào)的界面布局Fig.4 Interface layout for welding symbols

三是定制符號(hào)。按照GB/T12212-2012的相關(guān)要求，定制GB/T324-2008國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的以下20個(gè)焊縫基本符號(hào)：I形焊縫、V型焊縫、單邊V型焊縫、帶鈍邊V型焊縫、帶鈍邊單邊V型焊縫、帶鈍邊U型焊縫、帶鈍邊J型焊縫、角焊縫、點(diǎn)焊縫、封底焊縫、陡單邊V型焊縫、陡V型焊縫、塞焊縫或槽焊縫、堆焊縫、卷邊焊縫、縫焊縫、平面連接（釬焊）、斜面連接（釬焊）、折疊連接（釬焊）、端焊縫，如表1所示；10個(gè)焊縫補(bǔ)充符號(hào)：平面、凸面、凹面、平滑過(guò)渡、臨時(shí)襯墊、永久襯墊、三面焊縫、周圍焊縫、現(xiàn)場(chǎng)焊縫、尾部符號(hào)，如表2所示。

表1　焊縫基本符號(hào)Tab.1 Basic symbols for welding symbols

2.3應(yīng)用示例

表2　焊縫補(bǔ)充符號(hào)Tab.2 Supplementary symbol for welding symbols

基于以上二次開發(fā)的多層焊縫標(biāo)注工具，打開CA TIA的.Product類型的文件進(jìn)行多層焊縫符號(hào)的標(biāo)注，其結(jié)果如圖5所示。

3　結(jié)論

圖5　多層焊縫符號(hào)的標(biāo)注示例Fig.5 Example for multilayer welding symbols

焊縫符號(hào)作為一種工程語(yǔ)言，應(yīng)簡(jiǎn)單、明了地表達(dá)相應(yīng)的工程語(yǔ)義。但現(xiàn)有的焊接符號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在機(jī)車、工程機(jī)械等領(lǐng)域無(wú)法滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，本文結(jié)合企業(yè)的實(shí)際需求，通過(guò)研究及開發(fā)，論證了提出的多層焊縫符號(hào)的表達(dá)完全滿足企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)在UG NX、Pro/E、Auto-CAD等多個(gè)平臺(tái)上得到了相應(yīng)的開發(fā)驗(yàn)證。因此，通過(guò)本文的研究及論證，建議對(duì)現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的焊接符號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展及完善，進(jìn)一步擴(kuò)大國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的使用范圍。

［1］GB/T324-2008，焊接符號(hào)表示法［S］.

［2］GB/T12212-2012，技術(shù)制圖焊縫符號(hào)的尺寸、比例及簡(jiǎn)化表示法［S］.

［3］劉俊堂.CAA及其應(yīng)用［EB/OL］.http://blog.csdn.net/littlechen/article/details/57782.

［4］董伊鑫，席平.基于CATIA二次開發(fā)的五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)［J］.機(jī)械工程師，2005，3.

［5］GB/T 16901.1-2008.技術(shù)文件用圖形符號(hào)表示規(guī)則第1部分基本規(guī)則［S］.

［6］GB/T4457.4-2002.機(jī)械制圖圖樣畫法圖線［S］.

［7］何朝良，杜廷娜，張超.基于CAA的CATIA二次開發(fā)初探［J］.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2006，9.

Standardization and Development for Welding Symbols Based on CATIA

LUO Hai-Peng，WANG Yun-Feng，XIAO Cheng-Xiang
（China Academy of Machinery Science&Technology China Productivity Center for Machinery，Beijing 100044，China）

In this paper，a new expression of welding symbols is proposed，through researching and analysising the actual needs of railway vehicles enterprises，construction machinery enterprises and other enterprises welding.It is supplementing and improving the expression manner of welding symbols for national standards.Through the development based on CATIA，it is verified to meet the basic needs of the enterprises，and express more simply and clearly.

CATIA；welding symbols；standardization；secondary development

TP317

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.06.011

1002-6673（2015）06-031-03

2015-10-28

雒海鵬（1987-），男，山西呂梁人，助理工程師。主要從事標(biāo)準(zhǔn)化與企業(yè)信息化工作。