基于Pro/Program的鈑金件參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

張 晶

（特靈科技亞太工程技術(shù)中心，上海 200051）

1 引言

鈑金件在各類工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛，尤其是對(duì)于空調(diào)箱箱體設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，大部分的零件都是鈑金件，鈑金經(jīng)過(guò)折彎加工成型，然后拼接組合在一起組成箱體，所以鈑金件的設(shè)計(jì)是非常重要的。而針對(duì)一些對(duì)密封效果要求更高的產(chǎn)品，鈑金件的輪廓會(huì)設(shè)計(jì)的比較復(fù)雜以達(dá)到更緊密的配合，設(shè)計(jì)難度不僅體現(xiàn)在前期概念階段，而且對(duì)于后期模型更新維護(hù)也是非常耗時(shí)的。所以在此以空調(diào)箱的鈑金件為例，介紹一種基于Pro/Program的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，利用這一方法能夠減少模型的修改時(shí)間，提高零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，以及方便后期維護(hù)和管理。

2 非參數(shù)化零件設(shè)計(jì)

以空調(diào)箱為例，一般由多塊面板拼接組成每一個(gè)面，再把六個(gè)面拼接成箱體，而對(duì)于箱體同一個(gè)面來(lái)說(shuō)，用到的零件的輪廓是類似的。例如空調(diào)箱的側(cè)板，所有側(cè)板都是與頂板和底面安裝，所以上下的翻邊設(shè)計(jì)是完全一樣的，唯一不同的是零件左右側(cè)的翻邊。側(cè)板根據(jù)不同的安裝位置，與其配合的有各種零件，例如門(mén)、側(cè)板、背板等，為此會(huì)設(shè)計(jì)各種不同的翻邊類型。

2.1 設(shè)計(jì)方法

假設(shè)空調(diào)箱側(cè)板零件左右側(cè)翻邊共有3種不同的類型，并且每側(cè)都存在3種選擇，用編號(hào)01，02，03代表不同翻邊類型。在非參數(shù)化設(shè)計(jì)中，根據(jù)左右側(cè)翻邊類型的不同進(jìn)行排列組合后，將需要9個(gè)不同的零件號(hào)，詳見(jiàn)表1。

表1 零件的排列組合

根據(jù)表1，在Creo軟件中建模9次，創(chuàng)建9個(gè)不同的零件。為了節(jié)省重復(fù)建模的時(shí)間，一般先創(chuàng)建第一個(gè)零件1，完成后另存成一個(gè)新零件2，在零件1的基礎(chǔ)上修改右側(cè)的翻邊特征，以此類推完成其余零件的創(chuàng)建。建模完成后的這9個(gè)新零件分別是獨(dú)立的，相互之間沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)。

2.2 非參數(shù)化零件設(shè)計(jì)變更

對(duì)于非參數(shù)化設(shè)計(jì)，在初期設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)復(fù)制并修改的方式快速得到所有零件，但是如果任意一側(cè)的翻邊發(fā)生改變時(shí)，修改模型將會(huì)非常耗時(shí)。例如空調(diào)箱側(cè)板，是通用翻邊，一旦上下翻邊在初次設(shè)計(jì)完成后發(fā)生改變，將影響到全部9個(gè)零件，而且所有改動(dòng)都是重復(fù)操作，需要改動(dòng)9次。同樣的，如果翻邊01發(fā)生設(shè)計(jì)變更，零件1，2，3，4，7都需要做對(duì)應(yīng)的重復(fù)更新。以上只是基于3種翻邊類型且只更改一次的情況，而現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行多次修改，而且對(duì)于空調(diào)箱的側(cè)板設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，一般會(huì)有大約9種不同翻邊類型，然后進(jìn)行排列組合，所以零件的數(shù)量會(huì)更多，只要發(fā)生設(shè)計(jì)變更，大量的零件需要返工，而且大部分時(shí)間是花在重復(fù)的工作上。

3 Pro/Program參數(shù)化零件設(shè)計(jì)

Pro/Program是Creo軟件中的一個(gè)模塊，用程序記錄了創(chuàng)建整個(gè)零件的過(guò)程，包括特征名字、參數(shù)等信息。每一個(gè)特征都會(huì)對(duì)應(yīng)一段簡(jiǎn)單的程序，所以通過(guò)改動(dòng)或者添加程序來(lái)控制特征或者參數(shù)是很容易操作的?；赑ro/Program并結(jié)合創(chuàng)建的新參數(shù)，對(duì)程序進(jìn)行編改可以實(shí)現(xiàn)在特定條件下控制每一個(gè)特征的顯示或不顯示，然后利用族表創(chuàng)建不同特征的子零件，用對(duì)應(yīng)的參數(shù)來(lái)控制各種不同特征的顯示。

3.1 設(shè)計(jì)方法

利用Creo里Pro/Program的功能對(duì)零件進(jìn)行參數(shù)化建模設(shè)計(jì)，以空調(diào)箱側(cè)板零件的3種翻邊類型為例，介紹具體7個(gè)設(shè)計(jì)步驟，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化控制模型特征。

（1）步驟1：創(chuàng)建共用翻邊

首先創(chuàng)建所有零件需要共用的翻邊，對(duì)于側(cè)板零件來(lái)說(shuō)就是上下翻邊，依次創(chuàng)建APIOUTERFIRSTWALL、TOPFLAT1、TOPFLAT2以 及4個(gè)Bottom flange的 特征，如圖1所示，這些翻邊在每一個(gè)子零件中是通用的，在任何條件下都不需要Suppress，所以不會(huì)涉及之后的操作。

（2）步驟2：創(chuàng)建第一個(gè)右側(cè)翻邊

先創(chuàng)建右側(cè)第一種類型01所有的特征，如果每側(cè)翻邊有多種類型，之后模型樹(shù)將會(huì)有非常多的特征，用默認(rèn)的名字容易產(chǎn)生混淆，所以建議重命名每一個(gè)特征來(lái)區(qū)分不同類型的翻邊，方便之后管理查找和控制，例如圖1中的命名方式，一目了然。

（3）步驟3：創(chuàng)建左右側(cè)其余特征翻邊

Suppress步驟2創(chuàng)建的所有右側(cè)01翻邊的特征，繼續(xù)創(chuàng)建右側(cè)02翻邊的特征，如圖1所示。以此類推，完成右側(cè)以及左側(cè)所有類型翻邊特征的創(chuàng)建。注意：在創(chuàng)建過(guò)程中，保證每一側(cè)只顯示當(dāng)前翻邊類型的特征，完成一種類型后Suppress全部特征，再開(kāi)始下一個(gè)新翻邊類型的創(chuàng)建。

圖1 創(chuàng)建翻邊

（4）步驟4： 設(shè)置參數(shù)

為了方便在Pro/Program程序中控制不同的特征，需要先創(chuàng)建兩個(gè)新參數(shù)Parameter，分別代表左右側(cè)翻邊的類型。如圖2所示，APIPROFILEL表示左側(cè)翻邊類型，APIPROFILER表示右側(cè)翻邊類型。這兩個(gè)參數(shù)的類型建議設(shè)置為整數(shù)，參數(shù)值以1，2，3以此類推代表不同翻邊類型，創(chuàng)建這2個(gè)參數(shù)的目的是在步驟6中把參數(shù)作為條件加到程序中，利用參數(shù)值的不同變化，來(lái)控制各個(gè)特征，詳見(jiàn)步驟6。

圖2 創(chuàng)建新參數(shù)

（5）步驟5：顯示Feat ID

Creo中創(chuàng)建的所有特征都會(huì)有一串自己獨(dú)有的數(shù)字作為Feat ID，通過(guò)在模型樹(shù)設(shè)置中打開(kāi)顯示Feat ID，可以查找到每一個(gè)特征的ID，Pro/Program中的程序也是引用這個(gè)ID 號(hào)碼來(lái)標(biāo)記每個(gè)特征，這一步是為了方便之后在Pro/Program大段的程序中找到需要定義的特征的程序段。

（6）步驟6：Pro/Program程序中IF語(yǔ)句添加

打開(kāi)Pro/Program，通過(guò)搜索Feat ID找到需要控制的特征的程序段，并在程序段前后添加IF-END IF語(yǔ)句。每一個(gè)特征都是以ADD FEATURE開(kāi)始，直到下一個(gè)END ADD結(jié)束，所以很容易找到并區(qū)分不同特征的程序段。

例如，在模型樹(shù)中找到所有右側(cè)翻邊的特征的Feat ID，ID是從8 484開(kāi)始往下至10 240，這些特征在模型樹(shù)中是連續(xù)的，對(duì)應(yīng)的程序段也會(huì)是連續(xù)的，所以只要在程序中查找到第一個(gè)ID以及最后一個(gè)ID就足夠了。在第一個(gè)特征 ID 8484前加入以下語(yǔ)句：IF APIPROFILER == 1，表示IF語(yǔ)句之后的特征只會(huì)在參數(shù)APIPROFILER為1的時(shí)候顯示。然后在最后一個(gè)特征ID 10240結(jié)束后加入END IF，表示IF語(yǔ)句結(jié)束。

以下程序段中第一句和最后一句是需要自己手動(dòng)輸入的，其余是默認(rèn)程序，不需要任何改動(dòng)。以此類推在program中找到下一個(gè)翻邊類型的所有特征，用同樣方法進(jìn)行IF語(yǔ)句添加，直到所有翻邊特征的顯示條件都書(shū)寫(xiě)完成，保存并關(guān)閉程序。

（7）步驟7： 創(chuàng)建參數(shù)化族表

最后一步是創(chuàng)建族表Family Table，假設(shè)母零件號(hào)是495302540000，在其下可以創(chuàng)建多個(gè)子零件instance，如圖3所示，在族表中新添加兩列參數(shù)（步驟4中創(chuàng)建的APIPROFILEL和APIPROFILER），利用參數(shù)值來(lái)控制左右翻邊的類型，并根據(jù)所需要的左右翻邊的排列組合添加所需要的所有子零件instance。至此，所有的參數(shù)化建模工作完成，對(duì)于側(cè)板零件所有的變化組合都集合在一個(gè)族表中。

考慮到零件可視化的好處，建議將零件號(hào)后4位用來(lái)定義翻邊類型，如果左側(cè)翻邊APIPROFILEL是7，右側(cè)翻邊APIPROFILER是3，那零件號(hào)后四位就使用0703，這樣通過(guò)零件號(hào)碼就能知道零件的樣子，不需要打開(kāi)查看。

3.2 參數(shù)化零件設(shè)計(jì)變更

根據(jù)3.1中創(chuàng)建的模型族表如圖3所示，所有的側(cè)板零件都集合在同一個(gè)族表中，任何設(shè)計(jì)變更都可以通過(guò)對(duì)母零件的修改來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)族表中子零件的更新。如果上下共用翻邊的設(shè)計(jì)有任何改變，僅僅需要修改一次母零件即可，所有子零件instance都將隨之自動(dòng)刷新成最新的設(shè)計(jì)，而且不論左右翻邊類型如何排列組合，都不影響更新。若左右側(cè)的翻邊設(shè)計(jì)有更改，可在此族表母零件中直接修改相對(duì)應(yīng)的翻邊類型的特征，對(duì)應(yīng)此類型的所有子零件也會(huì)隨之更新。以前文中的3種翻邊類型組合為例，對(duì)比非參數(shù)化的設(shè)計(jì)，利用Pro/Progarm參數(shù)化設(shè)計(jì)的零件，只需要1/9的時(shí)間就能完成一次更改，對(duì)于更多排列組合的情況來(lái)說(shuō)，節(jié)省的時(shí)間將更多。

圖3 族表子零件

4 優(yōu)勢(shì)分析

4.1 同類零件的變化，減少修改次數(shù)

對(duì)于大量相同類型的零件，例如箱體的側(cè)板或者頂板等，零件有兩側(cè)固定翻邊，而另外一側(cè)或者兩側(cè)是變化的不同特征，可以利用Pro/Program創(chuàng)建成族表。這樣在有任何設(shè)計(jì)變更時(shí)，只需要更改一次母零件，就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)組表中所有子零件的更新。特別是在設(shè)計(jì)初期更改比較頻繁的階段或者針對(duì)輪廓復(fù)雜的同類零件，相比于一個(gè)個(gè)獨(dú)立零件的更新，更能體現(xiàn)這一方法的高效，減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。

4.2 更容易統(tǒng)一設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化

如果在設(shè)計(jì)產(chǎn)品前就考慮用Pro/Program的方法來(lái)參數(shù)化建模，就需要在建模前把產(chǎn)品中的所有零件進(jìn)行歸類，分析并找到類似的零件，然后創(chuàng)建在同一個(gè)族表中。這個(gè)方法不僅能簡(jiǎn)化零件設(shè)計(jì)，更能發(fā)現(xiàn)完全相同的零件，避免同零件不同號(hào)的問(wèn)題。對(duì)于同類零件，可以為每一種翻邊設(shè)計(jì)定義命名，不論是在更新零件還是設(shè)計(jì)新零件時(shí)，優(yōu)先采用現(xiàn)有的翻邊類型。這樣不僅能夠標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品中的零件，更能方便加工生產(chǎn)。

4.3 利用零件族表，方便管理

在非參數(shù)化設(shè)計(jì)中，每個(gè)零件都是獨(dú)立的，互相不存在任何的關(guān)系，所以需要對(duì)所有的零件進(jìn)行維護(hù)管理。而基于Pro/Program的參數(shù)化設(shè)計(jì)，擁有相似特征的零件在同一個(gè)族表中，所以只需要管理維護(hù)族表，一旦族表中某一個(gè)子零件發(fā)生設(shè)計(jì)更改，一定會(huì)涉及整個(gè)族表，很容易找到與之關(guān)聯(lián)的族表子零件，進(jìn)一步確定是否有其他零件需要同樣的更改，這樣不容易出現(xiàn)漏改零件、改錯(cuò)零件的問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)