基于Ilogic的产品改型设计快速成图技术研究与应用

摘要：针对产品设计当中图纸重用比例高，为了减少机械装备改型设计中的重复工作，本文论述了如何在Inventor软件平台上使用的Ilogic技术，采用参数驱动与编程相结合的方法提高成图效率。针对不同零件的特点，将零部件分成遗传类、变异类、新生类。对不同种类的零件，灵活地使用各种方案。使设计模型集成了工程师的成熟设计经验，趋于智能化、自动化。

关键词：Ilogic；规则驱动；可重用；改型设计；快速成图

中图分类号：U445.3 文献标识码：A

随着我国经济的迅猛发展，我国正在从制造大国向制造强国迈进。自从上世纪90年代开始，机械制造市场正在从传统的大批量、大规模生产模式，转变为针对用户个性化需求，产品多样化、个性化、小批量生产模式。个性化、创新型产品的需求对机械设计工程师提出了巨大挑战，这就要求工程师既要继承原有图纸，还要针对客户需求，进行改进和创新。

研究表明，虽然客户个性化需求的产品变化较快，但构成产品的零件相对稳定。在一个设计中约40%-50%的零件和已有零件相同（可遗传类零件），20%-30%的零件只需稍加改动（可变异类零件），30%-40%的零件时全新的（新生类零件）。产品设计重用比例约占整个设计的60%-70%。因此产品设计当中，如果能够很好的继承原有的技术数据，应用已有图纸，不仅能够为用户提供性能可靠的产品，同时也大大提高设计效率，压缩设计成本，也为工程师的技术创新提供了时间保证。

Inventor是Autodesk公司推出的一款优秀的三维设计软件，该软件具有强大的CAD功能。Ilogic是将规则作为对象直接嵌入到零件、部件和工程图文档中。规则可确定并驱动设计的参数和属性值。通过控制这些值，就可以定义模型属性、特征和零部件行为。只是内容可以直接保存到文档当中，就像存储几何设计元素一样。Ilogic 规则可以利用inventor当前可用的自定义的参数类型，例如文本、真/假、和多值列表。通过在ilogic规则中使用可以直接读写HTML文件、文本文件、Word文档和其它格式的文件。从而实现三维模型和工程图的自动更新和保存。

本文将以螺旋输送机的设计为例，论述产品改型设计快速成图的实现方法。

1 螺旋输送机零部件的分析和归类

某粮油工程公司螺旋输送机设计任务繁重，零件重用率高。产品主要分为16、20、25、32、40、50、60七种型号，然而由于设备工况的限制，每套图纸几乎都有所不同。分析个零件的特点，现将该产品所有零件归类如（图1）

图1 螺旋输送机零件分类简图

对于标准件如联轴器、轴承、轴承座等，进行全面统计后建立模型库的，并通过ilogic规则与设备型号相关联。在更新型号时，直接从模型库中调用并自动更新。对于一定型号尺寸固定的零件如端板、吊瓦部装、壳体等，采用Excel数据列表，通过Ilogic指令读取不同型号数据，实现自动更新。对非标类零件建立模型时要注意全约束，及尺寸更新的方向，并建立可更新的零部件工程图。

2 “遗传”类零件的数据继承

遗传类零件类零件是指形状基本没有变化,尺寸有所不同的零件。本类零件在设计当中所占的比例比较大，每次设计图纸更改繁琐。对本类零件的特点分析之后，决定采用Excel列举零件模型的关键尺寸，通过Ilogic读取表中数据。最终达到通过在表格中更改零件型号，通过Ilogic规则，驱动模型的变化。

下面以轴承底座为例说明本类零件的处理方法。首先建立一个零件模型（如图2），并做出完整的工程图。然后在Excel表（如表1）中列出其他型号的零件的参数，建立起一个Inventor与Excel联系的规则如下：

I=GoExcel.FindRow(“3rd Party:轴承底座.xlsx”,“Sheet1”,“型号”，“=”，型号)

轴承底座宽度=GoExcelCurrentRowValue（“轴承底座宽度”）

轴承底座长=GoExcel。CurrentRowValue（“轴承底座长度”）

……

螺栓孔长度 =GoExcel.CurrentRowValue(“螺栓孔长度”)

图2零件模型变化

建立起零件模型和Excel连接之后，就可以通过更改零件的型号获取相应的零件，由于工程图和零件模型是关联的，所以工程图在零件模型变化时也做相应变化。通过这种方法减少了零件的重复建模，或者大量更改模型参数的问题,同时图纸的可靠性大大提高。

3 “变异”类零件的修改

变异类零件是指零件模型的大部分结构相同，有一小部分结构改变的零件模型。本类零件在整个设计中占的比例大概是30%-40%，如果每次重新设计，费时费力。作者通过分析每个零件的具体特点，总结该零件的变化规则，建立起包含尽可能多的图形结构要素的零件模型，然后通过软件的抑制和启用功能来取舍零件的部分结构。

下面以螺旋输送机进料口为例说明本类零件的处理方法。在Inventor建立进料口的零件模型（如图3）。建模时充分考虑零件的变化种类，尽可能的对零件进行全约束，并确定更改结构后零件的其他结构的变化方向。

图3 规则驱动下零件模型的变化

驱动规则如下：

Ifd1> 500 Thend11=13

End Ifd11=11

d23=Round(d25/100)+1

.........

d28=Round(d28/(d26-1))*(d26-1)

d21=(d28-d1)/2

通过以上程序，实现了在料口尺寸变化后，相应尺寸按照规则定义的方向变化，连接法兰孔的个数自动计算，位置自动分布，大小自动判断等一系列的自动更新，大大提高了设计的效率。

4模型及工程图自动更新

为了实现更新的自动化、智能化，在Inventor中建立一个自动更新文件，在对每个零件型号、尺寸更改之后，通过这个文件完成对各个零件的“自动打开-读取新数据-更新模型-更新工程图-自动保存-自动关闭”的过程，从而实现了由Excel的更改，到自动出工程图的过程。充分利用了已有零件的模型和数据，为提高设计效率提供了重要条件。

结束语

本文通过Inventor ilogic的新的软件平台，充分利用了已有图纸的技术数据。提出了解决产品改型设计快速成图技术的具体方法。将办公软件Excel和设计软件Inventor结合使用，将设计变得更加自动化、智能化，保持数据和最终指导加工的图纸之间自动关联，在项目相似度较高的情况下，采用该方法可以节约80%的设计时间，减少设计失误50%以上。本文采用新式的地三维设计方法，降低做图的劳动强度，缩短设计周期。为在改型设计中如何提高效率和已有图纸的重用率提供了新的思路。

参考文献

[1]陈伯雄Autodesk Inventor 2011基础培训教程[M].北京:化学工业出版社.

[2]运输机械设计手册编辑委员会.运输机械设计手册：螺旋输送机[M].北京.化学工业出版社，1999.1；333-350.