橋式起重機(jī)橋架模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)

黃海峰

銀川科安特起重機(jī)制造有限公司 寧夏 銀川 750001

正文：

1 模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)思想

模塊化主要是以系統(tǒng)觀點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)的，在模塊化設(shè)計(jì)中，需要對(duì)產(chǎn)品的整體構(gòu)造進(jìn)行研究，并采用相應(yīng)的模塊建立方式，來(lái)對(duì)模塊體系進(jìn)行建立，然后再對(duì)模塊進(jìn)行組合，使其形成為完整的產(chǎn)品。模塊化是一個(gè)新型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，通過(guò)對(duì)模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用，能夠更好的滿(mǎn)足產(chǎn)品多樣化需求。在進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要充分利用三維設(shè)計(jì)軟件，來(lái)對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行完善，需要將某一產(chǎn)品作為數(shù)字樣機(jī)，然后再根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況，選擇合適的參數(shù)化設(shè)計(jì)方式，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的優(yōu)化。

2 橋架模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 三維參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模塊

(1)參數(shù)化建模。在三維參數(shù)化模型設(shè)計(jì)中，參數(shù)化建模是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系著三維參數(shù)化模型的設(shè)計(jì)效果。為了使參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)得到更加充分的發(fā)揮，在實(shí)際建模的時(shí)候，需要先對(duì)橋架主梁部分各零件的參數(shù)性能進(jìn)行分析，并對(duì)各個(gè)零件的分布位置進(jìn)行確定，然后再以此為依據(jù)，來(lái)進(jìn)行參數(shù)化建模。橋架主梁參數(shù)化建模主要包括兩部分，一部分為單一零部件特征建模，另一部分為裝配體建模，需要利用SolidWorks軟件來(lái)進(jìn)行模型的建立。在模型建立過(guò)程中，需要確保模板的設(shè)置能夠符合各相關(guān)設(shè)計(jì)要求。在開(kāi)展單一零部件特征建模工作的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)特別注意以下幾點(diǎn)：一，橋架主梁上的零部件大多數(shù)都是板件，為了確保后期能夠順利驅(qū)動(dòng)，在模型建立過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行對(duì)稱(chēng)拉伸；二，在建模中，需要充分考慮參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的各種特征變化情況，然后在采用科學(xué)、合理的工藝方法，來(lái)開(kāi)展特征模型建立；三，在對(duì)特征進(jìn)行陣列的時(shí)候，需要充分考慮陣列變化情況，確保特征陣列具有較高的靈活性。此外，還需要考慮潛在陣列問(wèn)題，典型模型在建立中通常只存在一個(gè)特征，而新型的設(shè)計(jì)模型在建立過(guò)程中，可能會(huì)存在多個(gè)特征，所以，在對(duì)特征進(jìn)行陣列的時(shí)候，應(yīng)充分考慮潛在陣列，確保特征陣列的合理性，從而使陣列參數(shù)能夠更好的滿(mǎn)足對(duì)特征要求。

（2）裝配式設(shè)計(jì)。這一設(shè)計(jì)方式的設(shè)計(jì)過(guò)程是由概念設(shè)計(jì)開(kāi)始的，通過(guò)對(duì)這種設(shè)計(jì)方式的采用，可以使零部件的性能得到有效優(yōu)化，同時(shí)，還能有效防止重復(fù)設(shè)計(jì)問(wèn)題的發(fā)生，使設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力得到更加充分的發(fā)揮，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)效率。從原則角度來(lái)講，基本上所有的零件與子部件在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，都會(huì)采用三個(gè)基準(zhǔn)面以及結(jié)構(gòu)控制草圖來(lái)進(jìn)行定位，不能其他零件來(lái)進(jìn)行定位，這樣能夠有效防止零件更換、丟失等現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而保障裝配體質(zhì)量。所以，在實(shí)際裝配之前，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行充分的考慮，并合理布置裝配草圖。在裝配式設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要特別注意陣列以及鏡向命令等參數(shù)都是無(wú)法驅(qū)動(dòng)的，因此，在對(duì)零件模型進(jìn)行建立的時(shí)候，不能采用這些命令，從而確保模型能夠順利更新。

（3）參數(shù)化驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)，在對(duì)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)的時(shí)候，往往都會(huì)應(yīng)用Visual Basic編程語(yǔ)言以及SolidWorks API函數(shù)來(lái)對(duì)零件參數(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，之后才能開(kāi)展人機(jī)交互操作設(shè)計(jì)界面的編輯。在對(duì)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)編制的時(shí)候，開(kāi)發(fā)人員需要充分融入模塊化思想，使參數(shù)化驅(qū)動(dòng)程序模塊化，將其劃分為多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，從而確保參數(shù)化程序設(shè)定的合理性。在開(kāi)發(fā)橋梁主梁參數(shù)化驅(qū)動(dòng)程序的過(guò)程中，需要建立以下幾種模塊：主要參數(shù)驅(qū)動(dòng)模塊、零件相互關(guān)系模塊、修改零件名模塊以及參考路路徑模塊等。

通常情況下，程序界面的顯示方式都是二維圖顯示，用戶(hù)在程序界面中輸入主參數(shù)后，才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)會(huì)話(huà)。橋式起重機(jī)橋架設(shè)計(jì)界面的主要內(nèi)容包括有：頭部參數(shù)界面設(shè)計(jì)、正面參數(shù)設(shè)計(jì)界面以及各種重要部位的參數(shù)界面設(shè)計(jì)等。圖1為主梁截面參數(shù)設(shè)計(jì)界面。

圖1 主粱參數(shù)化設(shè)計(jì)界面

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是由文件系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，它的主要作用就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與保存，相較于文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有著以下幾種優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)、數(shù)據(jù)可共享、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化以及可控冗余度高等。橋架的復(fù)雜性比較高，是由很多種零部件組成的，所以，在對(duì)橋架進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，往往都會(huì)遇到一些標(biāo)準(zhǔn)化的零部件，這些零部件的參數(shù)化設(shè)計(jì)難度比較大，會(huì)給設(shè)計(jì)效率帶來(lái)一定的影響。而通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊的應(yīng)用，則能夠有效提高設(shè)計(jì)效率，能夠使零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)化。通常來(lái)說(shuō)，進(jìn)口件與國(guó)標(biāo)件在進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常都會(huì)采用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)，并采用Visual Basic來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須要做到以下兩點(diǎn)：一，直接性。標(biāo)準(zhǔn)件的各項(xiàng)數(shù)值檢索完成后可以直接給出，不需要用戶(hù)進(jìn)行手工輸入；二，智能化，如果標(biāo)準(zhǔn)件中存在著不確定數(shù)值，那么則應(yīng)當(dāng)給予用戶(hù)相應(yīng)的提示，防止用戶(hù)進(jìn)行盲目的嘗試。

2.3 橋架總裝設(shè)計(jì)

橋架總裝設(shè)計(jì)就是將已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的橋架結(jié)構(gòu)模塊、零部件模塊等基本模塊組裝到一起，形成一個(gè)整體的橋架產(chǎn)品。三維參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模塊、工程圖優(yōu)化模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊設(shè)計(jì)結(jié)束后，需要充分利用VB程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)模塊的結(jié)合，使其形成一個(gè)完成的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)程序。橋架的其他零部件模塊均可以利用這三個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)自身參數(shù)化驅(qū)動(dòng)模式的建立，進(jìn)而確保橋架各構(gòu)件的設(shè)計(jì)效率，并保證橋架設(shè)計(jì)方案的合理性及可行性。圖2為設(shè)計(jì)完成后的橋架模型。

圖2 新設(shè)計(jì)的橋架模型

橋式起重機(jī)橋架模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，主要是依靠Visual Basic來(lái)進(jìn)行語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)，并以模塊化為基礎(chǔ)，根據(jù)橋式起重機(jī)橋架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用SolidWorks三維軟件來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，使參數(shù)化設(shè)計(jì)的合理性得到有效提高。太原重型機(jī)械集團(tuán)技術(shù)中心就進(jìn)行了相關(guān)橋式起重機(jī)模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的試用，且取到了非常可觀的試用效果。通過(guò)對(duì)模塊化參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用，有效減少了重復(fù)設(shè)計(jì)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過(guò)程的簡(jiǎn)化，很大程度的提高了橋式起重機(jī)橋架的設(shè)計(jì)質(zhì)量及設(shè)計(jì)效率。