張 強(qiáng)，羅 楊，丁貴鵬，吳鴻宇

(華西能源工業(yè)股份有限公司，四川 自貢 643000)

0 引言

鍋爐產(chǎn)品設(shè)計(jì)普遍存在結(jié)構(gòu)緊湊、外部配合設(shè)備多樣等情況，很容易因?yàn)樵O(shè)計(jì)過(guò)程中配合不當(dāng)造成后期安裝問(wèn)題。隨著三維設(shè)計(jì)技術(shù)的成熟，目前生產(chǎn)企業(yè)在鍋爐設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行三維空間檢測(cè)，優(yōu)化、完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)已較為常見(jiàn)。企業(yè)引入NX設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行了相關(guān)工作業(yè)務(wù)的探索。利用NX軟件可以準(zhǔn)確、高效地建立鍋爐鋼結(jié)構(gòu)三維模型，并且具有建模步驟可追溯、修改方便等特點(diǎn)，運(yùn)用虛擬裝配技術(shù)還可以進(jìn)入內(nèi)、外部三維空間干涉檢查[1]。

在檢測(cè)模型組成中，鍋爐構(gòu)架模型占比較大，構(gòu)架通用模塊的數(shù)量尤其巨大。通過(guò)對(duì)鍋爐組成構(gòu)架部件的分析，發(fā)現(xiàn)其中包含大量托架、平臺(tái)等通用模塊或標(biāo)準(zhǔn)件，該類(lèi)通用模塊要真實(shí)反映實(shí)物情況，所包含的信息量較大，采用傳統(tǒng)建模方式耗費(fèi)時(shí)間較多。標(biāo)準(zhǔn)件在產(chǎn)品的全部零件中占有很大的比例，因此，建立標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)是減少重復(fù)設(shè)計(jì)與繪圖的重要手段[2]。另外，因標(biāo)準(zhǔn)件與通用模塊建模適用對(duì)象的差異性，導(dǎo)致通用模型的調(diào)用生成的方式多樣，不利于鍋爐三維空間檢測(cè)中調(diào)用操作的規(guī)范化。

本文基于三維空間檢測(cè)中構(gòu)架通用模型的需求，結(jié)合構(gòu)架通用模塊的對(duì)比分析，制定了其在空間檢測(cè)過(guò)程中合理的調(diào)用方法。有助于實(shí)現(xiàn)在構(gòu)架設(shè)計(jì)方案中通用模塊的快速、精確建模，使所建立的三維模型真實(shí)反映實(shí)物情況，檢測(cè)更嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)大大縮短建模時(shí)間，達(dá)到了高效、快捷建模的目的。

1 構(gòu)架通用模塊調(diào)用方案確定

1.1 構(gòu)架通用模塊整理

分類(lèi)收集通過(guò)NX軟件已建立的構(gòu)架通用件與標(biāo)準(zhǔn)件模塊，將模塊按作用分為通行類(lèi)和支撐類(lèi)。通行類(lèi)通用模塊主要包括平臺(tái)模塊和扶梯模塊，支撐類(lèi)主要為托架模塊。平臺(tái)模塊由格柵板或平面板、框架模型組成，通過(guò)部件族方式建立；扶梯模塊由踏步、框架模型組成，通過(guò)部件族和PTS方式建立；托架模塊由型鋼模型組成，通過(guò)部件族和二次開(kāi)發(fā)建立。

1.2 構(gòu)架通用模塊調(diào)用方案確定

1.2.1 模塊調(diào)用方式

構(gòu)架通用模塊的調(diào)用方式因模塊建立方式(部件族、PTS、二次開(kāi)發(fā))的不同而異。

1)部件族調(diào)用方式。將模塊放入軟件指定的重用件文件夾中，設(shè)置好對(duì)應(yīng)的“KRX”配置文件后，就可通過(guò)軟件重用庫(kù)進(jìn)行調(diào)用。調(diào)用完成后會(huì)生成一個(gè)新的部件族PRT文件，模型靠約束進(jìn)行裝配控制。其優(yōu)點(diǎn)為調(diào)用過(guò)程方便、文件的命名和使用規(guī)范；缺點(diǎn)為裝配約束修改不便、約束過(guò)多會(huì)導(dǎo)致模塊操作卡頓。

2)PTS調(diào)用方式。將模塊放入軟件指定的模板文件夾中，使用時(shí)將PTS通過(guò)克隆方式進(jìn)行調(diào)用并重命名，生成一個(gè)新的PRT文件。新文件靠約束進(jìn)行裝配控制。其優(yōu)點(diǎn)為使用與命名靈活、參數(shù)可修改范圍廣，適應(yīng)性較強(qiáng)；缺點(diǎn)為使用較復(fù)雜、規(guī)范性較弱、裝配約束修改不便、約束過(guò)多會(huì)導(dǎo)致模塊操作卡頓。

3)二次開(kāi)發(fā)方式?；诂F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定，通過(guò)對(duì)軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，控制建模操作命令，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定的數(shù)據(jù)與定位尺寸，直接生成符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)的通用結(jié)構(gòu)。二次開(kāi)發(fā)方式在使用前需要先滿足二次開(kāi)發(fā)命令的前提條件，如完成的托架二次開(kāi)發(fā)，在使用前須先繪制托架的草圖定位和確定托架長(zhǎng)度。其優(yōu)點(diǎn)為使用簡(jiǎn)單、模塊生成效率高；缺點(diǎn)為生成的模塊為多個(gè)特征，并非模塊組件，且模塊對(duì)應(yīng)名稱查找困難。

通過(guò)以上對(duì)比可得：PTS模塊的調(diào)用存在使用復(fù)雜，難以規(guī)范化的問(wèn)題；二次開(kāi)發(fā)模塊在調(diào)用時(shí)均顯示為實(shí)體特征，但不顯示名稱，存在難以查找部件名稱的缺點(diǎn)。相較之下，部件族模塊的調(diào)用方式更能滿足現(xiàn)有工作的需求。

1.2.2 構(gòu)架通用模塊方案的驗(yàn)證

1)托架模塊。二次開(kāi)發(fā)方式建立的托架模塊，模塊調(diào)用時(shí)需要手動(dòng)點(diǎn)選坐標(biāo)軸，截面信息表達(dá)不準(zhǔn)確。部件族方式建立的托架模塊，能直接根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件型號(hào)進(jìn)行選擇，可核對(duì)模塊尺寸是否正確，含有槽鋼形狀信息等相關(guān)參數(shù)，能在裝配中直接獲取模塊對(duì)應(yīng)的托架型號(hào)信息。

2)扶梯模塊。扶梯模塊為簡(jiǎn)化模型，不含扶手部件。PTS方式建立的扶梯模塊，扶梯踏步信息表達(dá)不準(zhǔn)確(踏步數(shù)量與實(shí)際不符)，不能直接獲取扶梯型號(hào)信息。部件族方式建立的扶梯模塊，標(biāo)準(zhǔn)件型號(hào)選擇清晰，可以核對(duì)模塊尺寸是否對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件，且模型名稱易于識(shí)別。

3)平臺(tái)模塊。按圖紙進(jìn)行草圖繪制確定框架邊框尺寸，用拉伸命令建立平板模塊為空間檢測(cè)平臺(tái)模型的常規(guī)建模方法，平板與平臺(tái)框架的位置配合信息表達(dá)不準(zhǔn)確，在裝配時(shí)無(wú)法直接獲取模塊對(duì)應(yīng)的框架和平臺(tái)型號(hào)信息。部件族方式建立的柵格板平臺(tái)模塊和無(wú)柵格板的平臺(tái)模塊，均在重用件庫(kù)中直接選擇標(biāo)準(zhǔn)件型號(hào)，可以核對(duì)模塊尺寸是否對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件。模型底部框架包含有槽鋼形狀信息，模型名稱易于識(shí)別。詳細(xì)柵格板模型比簡(jiǎn)化的平板模型包含更多細(xì)節(jié)信息，模型調(diào)用生成和檢測(cè)分析時(shí)效率更低。在鍋爐三維空間檢測(cè)中調(diào)用部件族平板平臺(tái)模塊可以兼顧模塊空間占用的準(zhǔn)確性和建模的高效性。

在鍋爐三維空間檢測(cè)建模中采用調(diào)用部件族平臺(tái)、扶梯、托架模塊的方式，能真實(shí)反映模塊的型號(hào)、型鋼信息等參數(shù)，便于檢測(cè)人員識(shí)別部件和查找問(wèn)題部件，同時(shí)調(diào)用效率也比較高，調(diào)用方案更具合理性。

1.3 構(gòu)架通用模塊調(diào)用方案評(píng)審

調(diào)用方案評(píng)審需要判定模塊是否滿足檢測(cè)工作需求，調(diào)用操作是否方便快捷，是否能提升操作效率、模塊整體外形和對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)應(yīng)情況與調(diào)用順序是否便于操作、調(diào)用參數(shù)是否具有可識(shí)別性、調(diào)用過(guò)程中是否會(huì)產(chǎn)生實(shí)體間重疊干涉現(xiàn)象或其他錯(cuò)誤等。若評(píng)審為功能不通過(guò)，須回到建模方式的階段，重新完善模塊功能；若評(píng)審為工作效率不通過(guò)，需要回到調(diào)用方案確定的階段，重新完善調(diào)用步驟。

2 構(gòu)架通用模塊調(diào)用方案應(yīng)用

2.1 構(gòu)架通用模塊的調(diào)用方法

2.1.1 存放構(gòu)架通用模塊

在NX軟件建模主頁(yè)界面中，點(diǎn)擊頁(yè)面左側(cè)重用庫(kù)圖標(biāo)。打開(kāi)HX Parts--企業(yè)重用庫(kù)，右擊對(duì)應(yīng)組別文件夾，選擇“打開(kāi)源文件夾”。將構(gòu)架通用模塊的部件族的3類(lèi)文件(*.krx、*.prt、*.bmp)放入打開(kāi)的源文件夾中。關(guān)閉并重啟軟件即可在選擇列表縮略顯示新增文件信息。

2.1.2 調(diào)用構(gòu)架通用模塊

在NX軟件“重用庫(kù)”里的 “Standard Parts”中左擊選擇企業(yè)文件夾下對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)系列編號(hào)文件夾。在列表框選中將要調(diào)用的模塊拖至NX主界面的空白處，模塊在彈出的“添加可重用組件”對(duì)話框(見(jiàn)圖1)。點(diǎn)選“型號(hào)”下拉欄選擇將要添加的模塊型號(hào)，確定后即可見(jiàn)按選擇型號(hào)生成的對(duì)應(yīng)模型。

圖1 構(gòu)架通用模塊型號(hào)選擇

2.2 構(gòu)架通用模塊的應(yīng)用實(shí)例

鍋爐構(gòu)架檢測(cè)模型的建立，需要檢測(cè)工程師根據(jù)構(gòu)架圖紙?jiān)O(shè)計(jì)資料，按柱、梁、頂板、垂直支撐、水平支撐、平臺(tái)、托架、樓梯的順序完成模型搭建。采用通用模塊調(diào)用搭建方案，檢測(cè)工程師在遵循空間檢測(cè)要求按圖逐一建立構(gòu)架柱、梁、水平支撐及垂直支撐后，根據(jù)鍋爐托架及平臺(tái)扶梯方案設(shè)計(jì)要求，調(diào)用平臺(tái)、扶梯和托架的部件族通用模塊完成鍋爐構(gòu)架的整體搭建(見(jiàn)圖2)。完成后，進(jìn)行鍋爐構(gòu)架整體模型的查看及系統(tǒng)檢測(cè)，為完成與鍋爐其他系統(tǒng)間的檢測(cè)分析做好準(zhǔn)備。

圖2 構(gòu)架通用模塊調(diào)用生成的平臺(tái)與托架

3 結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品要求的提升，鍋爐產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越緊湊復(fù)雜，項(xiàng)目實(shí)施周期越來(lái)越短，這對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的效率都提出了更高的要求。通過(guò)對(duì)鍋爐中構(gòu)架通用模塊調(diào)用方法的研究，嘗試了在空間設(shè)計(jì)檢測(cè)中構(gòu)架通用模塊快速調(diào)用生成的方法。該方法既保障了構(gòu)架通用模型的準(zhǔn)確率，增加生成模塊的細(xì)節(jié)信息，也提升了構(gòu)架通用模塊建模的效率，節(jié)省三維設(shè)計(jì)檢測(cè)工作總體時(shí)間，幫助完善和改進(jìn)鍋爐設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量，增加用戶滿意度。