胡明慶　黃超

摘要：以測試模型三維標注過程中遇到的問題為研究對象，根據(jù)相關標準要求，提出了相應的解決方案，設計出了滿足公司企業(yè)標準、設計開發(fā)和生產需要的三維標注功能。

關鍵詞：三維標注;視圖創(chuàng)建;孔特征;三維焊接標注

0 引言

三維標注技術是指在三維實體模型上，對產品尺寸、公差、技術要求等非幾何制造信息進行組織、表達、操作管理的一項技術。該項技術及其相應規(guī)范在國內外眾多企業(yè)中得到了廣泛應用，我國也發(fā)布了相應的國家標準。國內多數(shù)企業(yè)是在三維軟件底層數(shù)據(jù)的基礎上，積極開發(fā)適合本企業(yè)產品特點和畫圖習慣的三維標注技術。本文在三維軟件本身的標注功能基礎上，通過對產品繁多的零部件模型進行標注測試，針對標注過程中出現(xiàn)的問題，明確后端三維工藝對模型信息的需求，并結合《數(shù)字化產品定義數(shù)據(jù)通則》（GB/T 24734）標準，設計并實現(xiàn)了適合我公司企業(yè)標準、設計開發(fā)和生產需要的三維標注功能。

1 典型問題

1.1? ? 視圖創(chuàng)建和管理問題

在以往的工程圖設計中，都會放置一組基本視圖，用來描述零件的尺寸。在用三維軟件基本的注釋功能標注模型時，研究發(fā)現(xiàn)模型的視圖方向只能由模型創(chuàng)建時的方向來決定，如強制選擇參考空間視圖，前期需將每一個標注面設計好，不可直接投影，導致標注前的準備工作繁瑣。同時，當所有的注釋全部顯示在模型上，不能分類型管理，造成注釋的疊加，不利于在工藝設計工作及生產單位的使用。

1.2? ? 特征孔尺寸標注問題

鑒于電力電子產品鉚接箱體設計特點，箱體自制件中各類安裝孔的標注較多。在進行多邊形孔標注時，我們發(fā)現(xiàn)沒有軸線的孔特征，手動標注是不能實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)注釋，設計人員需回到模型，再次依照《建模規(guī)范》重新創(chuàng)建特征，造成了設計工作的重復浪費，極大地影響了標注的可操作性和快速性。

1.3? ? 符合標準要求的焊接標注較難實現(xiàn)

電力電子產品柜體有的部位采用焊接方式連接，所以在標注過程中，有大量的焊縫需要注釋，但原有的標注方式中繁多的注釋符號和缺失的焊接說明，不能完全滿足公司標準的焊接標注需求。

1.4? ? 模型與尺寸的雙向驅動問題

顯示注釋是Creo2.0軟件自帶的一款工具，它的優(yōu)越性在于實現(xiàn)了模型和尺寸的雙向驅動，但在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)該功能對模型本身的創(chuàng)建有很高的要求，為了提高該功能的使用率，實現(xiàn)簡單模型或局部特征的尺寸自動顯示注釋，我們編制了規(guī)范性建模文件。

2 三維標注視圖的解決方案

面對以上的典型問題，我們分別制定了相應的解決目標，如表1所示。

2.1? ? 多類型視圖管理

針對文中1.1的問題，我們提出了多類型視圖管理方法。

2.1.1? ? 與屏幕平齊視圖

在模型標注過程中，一些說明注釋應標注于不隨模型旋轉而變化的標注面，為此我們開發(fā)了“與屏幕平齊視圖”，目的是不管模型如何旋轉，此視圖上的注釋始終與屏幕平齊，方便讀圖者使用。在產品標注過程中，技術要求、焊接等級說明、粗糙度說明、加工要求等，均需放置在此視圖下。

2.1.2? ? 組合視圖

基本視圖是根據(jù)國家標準《技術制圖 投影法》（GB/T 14692）中的規(guī)定形成的，以目前我們的工作和讀圖習慣，用一組基本視圖的方式來標注模型的尺寸信息是比較嚴謹?shù)?，且更適合讀圖人員的使用。為了不受制于模型創(chuàng)建的基準面和模型樹中冗余特征的影響，開發(fā)實現(xiàn)了組合視圖功能，設計人員只用對主視圖面進行定義，其余視圖方向就可自動切換，選擇需要的視圖即可，成功減少了1.1中標注前繁瑣的標注面設置準備工作。

2.1.3? ? 單個視圖

單個視圖是對前兩個視圖的補充開發(fā)，使用起來更加靈活，多用于設計的補充標注、工藝標注、生產標注等。

2.2? ? 多視圖層管理

2.2.1? ? 視圖切換功能

對于2.1中的多類型視圖，標注人員和讀圖者均可根據(jù)數(shù)據(jù)采集需求激活相應視圖，關閉其余視圖，成功解決了三維標注存在的尺寸“刺猬”現(xiàn)象，同時避免了讀圖人員因旋轉方向的不同導致讀取數(shù)據(jù)錯誤的現(xiàn)象出現(xiàn)。同時，多視圖切換的功能保證了設計和工藝標注信息的相對獨立性，解決了在同一視圖下模型多重信息共存的問題。

2.2.2? ? 多圖層管理

根據(jù)公司產品的特點，三維標注技術主要是按照尺寸板塊、注釋板塊、符號板塊、常用工具板塊進行開發(fā)，對于不同板塊的注釋，我們采用不同的注釋層，根據(jù)圖層顏色的區(qū)分，讀圖人員可清晰明了地讀取標注信息。

3 特征孔三維標注解決方案

由于現(xiàn)有產品模型中，安裝板和加強梁占模型總量的70%，而板和梁上的孔特征尤為多，除圓孔外，六方孔和長圓孔是孔特征的兩大類。這兩類孔特征往往因為沒有中心軸而不能實現(xiàn)標注，設計人員只能修改模型后才能標注，極大地影響了標注效率。為此，我們在建模板塊和標注板塊統(tǒng)一做了標準化特征開發(fā)，創(chuàng)建了標準草繪模板和輔助應用中心線工具，統(tǒng)一規(guī)避了建模和標注中的這一類問題。

4 三維焊接標注功能的定制化開發(fā)

4.1? ? 焊接符號快速標注

對于1.3中的焊接注釋問題，我們根據(jù)《焊接及相關工藝 圖紙符號表示法》（ISO 2553）標準的要求，對焊接板塊進行了定制開發(fā)，焊接符號界面保持和原CAXA界面相同，目的是保證公司產品焊接三維標注的快速實現(xiàn)。

4.2? ? 焊接等級要求快速注釋

根據(jù)公司認證的EN 15085焊接標準的要求，焊縫（焊接符號后端注明等級要求）在標注時，必須配有相應的“焊接等級要求表”，為此我們在符號工具箱下直接定制了可按功能選擇的焊接要求表。

5 實施效果

5.1? ? 產品三維標注流程

按照開發(fā)的思路、企業(yè)用圖習慣等方面的要求，我們總結了產品進行三維標注的一般流程如圖1所示。

5.2? ? 三維標注效果

開發(fā)完成的三維標注板塊，我們稱之為“R-3Dnote”，是我們按照標注流程完成的產品常見鈑金件，經驗證其視圖、尺寸、注釋說明、焊接標注等均符合國標和企業(yè)標準的要求，解決了前期設計人員碰到的問題，達到了預期的開發(fā)效果。

6 結語

我們進行三維標注研究，不僅是為了在模型上體現(xiàn)工程信息，更是為未來基于模型的設計工藝一體化研究做好基礎工作。因此，為了保證數(shù)據(jù)的同源性和準確性，目前實現(xiàn)的三維標注技術，同時具有計算機輔助檢查、快速調取數(shù)據(jù)等多種功能。三維標注技術的實現(xiàn)，對三維協(xié)同設計的應用起到了積極的推進作用，為動態(tài)工藝設計提供了數(shù)據(jù)保障，為實現(xiàn)三維設計開發(fā)的標準化、協(xié)同化提供了技術支持。

收稿日期：2020-03-29

作者簡介：胡明慶（1981—），女，山西永濟人，工程師，研究方向：電力電子產品設計。