陳誠

（上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術有限公司，上海 201900）

引言

我國目前大力提倡鋼鐵冶金企業(yè)進行綠色制造、智慧制造，為推進這個偉大愿景的實現(xiàn)，每個工程設計人員都在各自的領域進行傳統(tǒng)技術變革，將新工藝、新技術融入到當前行業(yè)需求中。

1 Inventor iLogic簡述

在非標設備設計領域中，UG、Catia、Solidworks、Pro-e、Inventor 等都是常用的三維設計軟件，基于特征的參數(shù)化建模是這些軟件的主流技術。Inventor是美國AutoDesk 公司旗下的一款三維應用軟件，BSEE（又稱寶武設計院）機械專業(yè)已將Inventor作為非標設備設計的常規(guī)制圖工具，輔助傳統(tǒng)二維CAD，實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)冶金重工業(yè)設備的三維可視化實體建模和工程圖繪制。以參數(shù)尺寸、約束關系等作為基礎繪制草圖，特征構造形成零件，定義屬性，再進行零件裝配，形成三維模型裝配體搭建，最終導出三視圖、軸側圖、剖視圖、局部放大圖等，在二維圖紙上標注尺寸、公差等加工要求。這一過程反應了設計者的設計意圖，但隨著社會的進步和技術的發(fā)展，工程項目要求進度越來越快，這些常規(guī)操作步驟已經(jīng)遠遠不能滿足正常的工作需求。根據(jù)歷史經(jīng)驗和相關調研數(shù)據(jù)統(tǒng)計，冶金機械開發(fā)過程中，對大約五分之二的部分采取復用，對大約五分之二的部分進行修改或優(yōu)化，對剩余五分之一進行重新設計。在此迫切的用戶需求下，軟件公司開發(fā)出可以將工程師設計需求和功能邏輯融入到應用軟件中的諸多技術。Autodesk Inventor 包含很多功能強大的板塊，iLogic 是其中之一，開發(fā)者將智能化、邏輯化等理念集成到Inventor 應用中，通過對該模塊的使用，極大提高了工程師的設計管理、設計重用和設計修改效率。

理論上，Inventor也可以通過fx參數(shù)功能里的表達式進行參數(shù)化設計，另外零件與零件之間的參數(shù)也是可以通過鏈接選項產生關聯(lián)。但是fx 有個非常大的缺陷，也可以說是它的短板，它的表達式只能采用數(shù)學表達式，比如用加減乘除或類似于cos和sin等函數(shù)來定義，缺少了工程師設計過程中需要的邏輯性表現(xiàn)語句。早期，如果使用的是Inventor2010 版本，那么還可以將尺寸參數(shù)全部映射到Excel 里面，通用Excel 的功能完成尺寸間的邏輯性關系，舉例：如果尺寸D≥d1，則D1=A；尺寸D≤d2，則D1=B。但是多了這個中間過程還是不方便的，所以為了完善fx 參數(shù)功能，在Inventor 2014 版本之后正式加入了iLogic功能。

2 鋼渣滾筒輪系簡述

滾筒法鋼渣處理工藝是寶鋼自主研發(fā)開創(chuàng)的新型渣處理工藝技術，在寶鋼甚至國內外其他各大鋼廠已使用實踐十幾年。其中，鋼渣滾筒是該工藝系統(tǒng)中的核心設備，也是由BSEE 全套自主非標設計的拳頭產品。目前，單腔傾斜式滾筒設備按處理能力已開發(fā)出10 kg/min（實驗室用）、1.5 t/min、2 t/min、3 t/min 幾種類型，以滿足各類不同項目的使用要求。滾筒裝置整體由筒體、排料裝置、止推輪裝置、傳動裝置、前托輪裝置、后托輪裝置、固定端蓋、漏斗總成、冷卻系統(tǒng)等幾大部件組成。類似于回轉窯的結構形式，筒體傾斜一定的工藝角度，筒體進料口端和出料口端分別設置有剛性托圈，筒體下方前、后各有前托輪和后托輪徑向支撐，筒體出料口端面由止推輪軸向頂住。經(jīng)統(tǒng)計，一套鋼渣滾筒裝置的非標設備設計圖紙約175張，折合A1約94張，通過對其中的零部件組成分析，止推輪、前托輪裝置、后托輪裝置均涉及輪系的設計，占總體工程量比例較大。輪系主要結構組成為軸、軸套、內定距環(huán)、外定距環(huán)、軸承、外殼、蓋板、密封圈等，如圖1所示。

圖1 輪系結構圖

3 Inventor iLogic 在鋼渣滾筒輪系中的智能化應用示例

選取2 t/min（代號01）和10 kg/min（代號02）的鋼渣滾筒作為應用示例。步驟一：創(chuàng)建零件。如通過工藝參數(shù)計算選型確定好軸-01 的規(guī)格尺寸后，調用管理界面的創(chuàng)建iPart 功能，將草圖及特征中用到的各參數(shù)值進行命名備注，然后再插入軸-02 新行后保存，如圖2 所示。將軸套、內定距環(huán)、外定距環(huán)、軸承、外殼、蓋板、密封圈均重復以上操作。

圖2 iPart編寫器功能界面

步驟二：創(chuàng)建部件。將以上零件放置于部件模塊里，約束裝配后，調用管理界面的創(chuàng)建iAssembly功能，形成輪系-01 和輪系-02 的參數(shù)表格，如圖3所示。

圖3 iAssembly編寫器功能界面

步驟三：利用fx 參數(shù)功能進行用戶參數(shù)定義，并通過iLogic 添加規(guī)則和制作表單。編寫控制程序如下：

通過以上簡單的邏輯語言控制，我們可實現(xiàn)通過表單進行處理能力2 t/min 和10 kg/min 的切換選擇，包括針對輪殼材質45#和42CrMo 之間的調用。裝配體模型以及二維工程圖可以快速地進行相應更新變化。如圖4所示。

圖4 鋼渣滾筒輪系圖

4 Inventor iLogic 在鋼渣滾筒輪系中智能化應用的價值

Inventor 中的iLogic 模塊設計可以大大提高鋼渣滾筒模型的生成和修改的速度，在產品的系列設計、相似設計及專用CAD 系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應用價值。在鋼渣滾筒中使用iLogic 模塊智能化應用，有以下幾點價值體現(xiàn)：1）市場推廣方面。在與客戶或合作方前期技術推廣、過程交流討論或工作匯報中，可以更加高效、清晰地進行產品系統(tǒng)的展示，易于彼此溝通，深入了解結構細節(jié)；2）產品設計方面。在產品設計過程中，更快、更直觀地發(fā)現(xiàn)結構中存在的問題，如干涉情況、美觀程度以及相關設計的合理性，通過iLogic 變量控制，可以最快地發(fā)現(xiàn)最佳的設計方案及效果，提高產品生成率；在工藝設備優(yōu)化、改造過程中，可以縮短重復工作的時間周期，直接進行菜單式的選擇或者參數(shù)值的輸入，大大提高設計人員的工作效率；3）項目管理方面。將整體模型進行分類，同一類型的零部件可以分別整理成模塊化，分別進行調用。在其他相似設備結構的設計過程中，可以進行已有產品模塊的借鑒，拓展智能化應用的范圍。

目前，滾筒法渣處理技術已達到該領域的國內領先甚至于國際領先水平，核心正是鋼渣滾筒設備，隨著全世界對鋼鐵企業(yè)的環(huán)保要求日趨嚴厲，國內外各大鋼廠在鋼渣處理領域的技術需求愈加強烈，滾筒設備規(guī)格型號相對還比較少，尚未形成產品體系。每家鋼廠因為出鋼產能、生產節(jié)奏、處理鋼渣種類、場地狀況、現(xiàn)場條件或項目改擴建性質等等各類因素，對設備的處理能力、系統(tǒng)的占地尺寸等要求也不盡相同。在響應國家及行業(yè)提倡的綠色設計、智慧制造等理念的同時，提升鋼渣滾筒的產品競爭力、市場適應性、技術可持續(xù)性，也是我們迫在眉睫需要解決的問題，我們急需在鋼渣滾筒中引入iLogic的智能化、邏輯化技術應用。

鋼渣滾筒中還有許多其他核心部件，比如：筒體、外環(huán)管水冷漏斗、主傳動裝置、排氣排渣裝置等等，我們均可以參照本文提出的方式建立相對應的標準化模塊，形成滾筒工程資源中心，為今后建立產品體系打好基礎。當然編制這個標準化的過程是需要時間和精力的，但一旦體系形成之后，整個鋼渣滾筒技術團隊甚至企業(yè)將受益匪淺。從另一方面衡量，該技術也是滾筒法渣處理知識管理的體現(xiàn)，對企業(yè)的發(fā)展和知識的傳承等也起到了至關重要的作用。

5 結束語

Inventor 是一款很強大的三維設計軟件，iLogic中也有許多尚待開發(fā)的功能等待我們探索和挖掘，iLogic 對于工程師的編程水平要求并不是很高，通過簡單了解應用后，它屬于“傻瓜式”的編程方式，關鍵還是要將設計者的邏輯思維表達出來。本文只是針對鋼渣滾筒輪系的一次簡單探討和案例嘗試，也有許多其他的操作方式甚至程序組合可以實現(xiàn)工程師們想要的設計結果，筆者想以本文給今后的冶金機械開發(fā)者們提供一些思路和參考，以此推動冶金技術的進步和創(chuàng)新。