楊紅　王禎　趙瑩（陜西黃河集團(tuán)有限公司，陜西　西安　710043）

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基于Pro/E一種木制包裝箱的參數(shù)化設(shè)計(jì)

楊紅王禎趙瑩
（陜西黃河集團(tuán)有限公司，陜西西安710043）

通過介紹基于Creo2.0軟件下一種木制包裝箱的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，該設(shè)計(jì)能夠根據(jù)需要自動(dòng)生成不同大小的同類包裝箱，提高設(shè)計(jì)人員工作效率，旨在滿足人們的不同需求。

包裝箱；參數(shù)；Pro/E

木制包裝箱一般是根據(jù)產(chǎn)品需求確定其結(jié)構(gòu)形式和大小尺寸，在包裝箱標(biāo)準(zhǔn)化要求下，包裝箱的結(jié)構(gòu)和形式有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)［1］，這樣大大推進(jìn)了包裝箱參數(shù)化設(shè)計(jì)的進(jìn)程，通過參數(shù)化和程序化設(shè)計(jì)的包裝箱只要改變幾個(gè)參數(shù)，可自動(dòng)產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)和大小的包裝箱模型，從而達(dá)到提高設(shè)計(jì)工作效率的目的。該設(shè)計(jì)是在Creo2.0軟件下進(jìn)行的。

1　包裝箱結(jié)構(gòu)

本文所設(shè)計(jì)的包裝箱是一種典型的包裝箱，如圖1所示，包裝箱由箱蓋、箱體、箱底、滑木和包角組成，其結(jié)構(gòu)是由木板（箱板）、木龍骨和緊固件搭建而成的。該包裝箱應(yīng)用廣泛，通過其參數(shù)化設(shè)計(jì)可為其他包裝箱參數(shù)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

2　建立模型

2.1模型采用自頂向下設(shè)計(jì)方法

在總裝配模型下先創(chuàng)建箱體骨架模型，骨架模型是一個(gè)長方體（代表內(nèi)箱尺寸），再將長方體（骨架模型）3個(gè)面（前視面、頂視面和側(cè)視面）進(jìn)行發(fā)布，然后采用“復(fù)制幾何體”復(fù)制3個(gè)面為參照面，通過對(duì)參照面進(jìn)行偏移、加厚等操作，分別創(chuàng)建包裝箱的3個(gè)箱板（頂板、前板、側(cè)板）元件，再對(duì)3個(gè)板元件的外表面進(jìn)行發(fā)布，然后以發(fā)布的外表面為參照，通過“拉伸”“曲線陣列”等操作創(chuàng)建外圍木龍骨元件、包角組件和滑木元件等，具體建模流程如圖2實(shí)箭頭線所示，最后再將各元件按箱蓋、箱體、箱底等進(jìn)行組裝，組裝如圖2虛箭頭線所示，直到最后的總裝配體完成。這樣骨架模型變化時(shí)，其他模型跟著變化，就完成了包裝箱體積的變化［2］。

圖1　包裝箱結(jié)構(gòu)圖

圖2　建模流程圖

2.2元件參數(shù)化建模

表1　元件參數(shù)

在建立模型元件時(shí)采用參數(shù)化建模，將模型尺寸用參數(shù)代替的設(shè)計(jì)方法，比如包裝箱的內(nèi)箱尺寸由骨架模型（長方體）的大小決定；在創(chuàng)建骨架模型時(shí)，添加如表1所示的“L”“B”H”參數(shù)，并與特征尺寸（長方體的長、寬、高）在“關(guān)系”中關(guān)聯(lián)。同理，在建立箱板和木龍骨元件時(shí)，添加如表1中“XBH”和“GH”參數(shù)并與其相關(guān)尺寸建立“關(guān)系”。在多元件中一個(gè)同類型尺寸對(duì)應(yīng)一個(gè)參數(shù)，比如“木龍骨厚度”的參數(shù)“GH”，在箱板元件和龍骨元件中統(tǒng)一采用“GH”［3］。

2.3元件與參照采用關(guān)系建模

在建立元件時(shí)，為了使元件隨所發(fā)布的參照面一起變形，元件尺寸必須和參照面通過“關(guān)系”建模。比如：創(chuàng)建頂板元件如圖3所示，特征操作為：將參照面偏移“D0”、加厚“D1”；添加“XBH”“GH”參數(shù)；輸入關(guān)系：

D0=XBH+GH

D1=XBH

重新生成模型。以這樣的方式完成元件模型。

圖3　參照面創(chuàng)建頂板

2.4模型參數(shù)的傳遞

當(dāng)修改總裝模型參數(shù)值時(shí)，其裝配內(nèi)各元件對(duì)應(yīng)的參數(shù)值隨之而變的過程就是模型參數(shù)的傳遞過程。比如，在總裝模型下改變箱板厚度“XBH”參數(shù)值時(shí)，其“頂板”“前板”“側(cè)板”等的“厚度”隨之而變。參數(shù)傳遞是按模型裝配樹一級(jí)一級(jí)的傳遞的，如圖4所示，在創(chuàng)建參數(shù)傳遞時(shí)，在裝配體下添加其裝配元件的所有參數(shù)為參數(shù)，再利用“EXECUTE”程序語句進(jìn)行參數(shù)關(guān)聯(lián)。例如：在“箱蓋組件”內(nèi)添加“頂板”元件的參數(shù)“XBH”“GH”為參數(shù)，再在組件的“程序”中輸入：

EXECUTE PARTDMB

XBH=XBH

GH=GH

END EXECUTE：

其中，“DMB”是頂板元件模型名稱。這樣就完成從“箱蓋組件”到頂蓋元件的參數(shù)傳遞。以同樣的方式按圖示4的參數(shù)流程圖完成所有的參數(shù)傳遞關(guān)系的創(chuàng)建，這樣就完成了所有的包裝箱的參數(shù)建模。

圖4　參數(shù)傳遞流程圖

2.5變形驗(yàn)證反復(fù)優(yōu)化

當(dāng)完成包裝箱的參數(shù)建模后，在總模型下改變參數(shù)值，看模型是否變化，看有沒有錯(cuò)誤，消除所有錯(cuò)誤的同時(shí)，不斷優(yōu)化參數(shù)和程序，比如木龍骨在“曲線陣列”時(shí)，當(dāng)陣列數(shù)為“0”時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤或無法完成，這時(shí)可以利用“程序”的條件語句：

if（n>=1）

Add曲線陣列（特征）；

End if

這樣就會(huì)消除錯(cuò)誤，允許陣列數(shù)為“0”的存在。

3　結(jié)語

該包裝箱的設(shè)計(jì)不僅是一種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，更是一種設(shè)計(jì)方法的介紹。這種自頂向下、參數(shù)傳遞等設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)產(chǎn)品中應(yīng)用非常廣泛，是參數(shù)化設(shè)計(jì)中非常好的方法，可為同行設(shè)計(jì)者提供借鑒，而該包裝箱的設(shè)計(jì)也可為同類產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考。

［1］唐英，胡永舉，陳麗，等.標(biāo)準(zhǔn)化快遞包裝箱的市場推廣策略以及［J］.經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2015（1）：80-81.

［2］呂國林，褚學(xué)寧，儲(chǔ)德新，等.自頂向下設(shè)計(jì)的多骨架模型方法［J］.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2015（3）：548-558.

［3］黃愷.Pro/E參數(shù)化設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用教材［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

Parametric Design of Wooden Packing Box Based on Pro/E Software

Yang HongWang ZhenZhao Ying
（Shaanxi Huanghe Group Co.Ltd.，Xi'an Shaanxi 710043）

This paper introduced a parametric design method on Croe2.0 software，which can automatically generate similar packing boxes of different sizes according to the need to improve the efficiency of the design，in order to meet the different needs of people.

packing box；parameter；Pro/E

TP391.72

A

1003-5168（2016）04-0067-02

2016-03-18

楊紅（1971-），女，工程師，研究方向：裝配工藝。