基于Pro/E的液压缸快速设计系统及方法与流程

本发明涉及液压缸电脑辅助设计技术领域，具体是一种基于pro/e的液压缸快速设计系统及方法。

背景技术：

随着国内经济的发展，基础设置的建设，必将拉动工程机械行业的快速发展。液压缸是工程机械核心零部件之一，市场需求越来越多样化，其设计制造周期直接影响着整机的交付周期。

传统的设计模式是设计人员依靠自己的经验和相关设计标准、规范以及散落在自己计算机中的图纸、模型，设计出符合用户要求的液压缸，然后根据固定的模板手动填写相关技术文件如密封件明细表、采购件明细表、关键特性检查表等以传递给相关部门。采用传统的设计模式，在设计过程中遇到零部件多过时不能很好地考虑各零部件之间的限制条件，往往使设计出的产品存在不可加工、不可装配、不能完全满足设计人员需求等缺陷；同时，在液压缸设计初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，多人协同设计时设计信息难以准确传递，一旦发现问题，需要经过反复修改才能得到令人满意的结果，设计效率低；另外，技术传递文件编写劳动重复性大。总之，传统的研发模式易产生技术流失，知识难共享，研发周期长等缺点。

为解决液压缸的设计问题，中国专利公开了一种基于库的快速设计方法及系统（cn110069472a），和一种基于pro/e的产品自动装配设计系统及其装配处理算法（cn104517014a），上述专利中公布的方案虽然详细阐述了利用电脑对液压缸快速设计方法，但是此技术存在以下不足：

1、设计平台中无参数化驱动骨架的自顶向下设计功能，零部件容易发生设计干涉，协同性不够；

2、设计平台中无设计文件一键生成功能，设计效率低。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于pro/e的液压缸快速设计系统及方法，以提高液压缸的设计质量和效率。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于pro/e的液压缸快速设计系统，

包括骨架关联参数化设计模块、系列化模型设计模块、零部件模块和技术文件生成模块；

所述骨架关联参数化设计模块包括骨架模型查询界面、参数输入显示界面、零件检索界面ⅰ和全参数化骨架驱动三维模型库；全参数化骨架驱动三维模型库包括根据图样创建的典型结构的液压缸的三维模型和骨架模型；

所述系列化模型设计模块包括系列化模型查询界面、零件检索界面ⅱ和系列化液压缸基础模型库；系列化液压缸基础模型库包括不同系列产品典型结构固化形成的基础模型；

所述零部件模块包括零件检索界面ⅲ、零件参数化设计界面和密封件库、标准件库和参数化非标零件库；所述密封件库包括各类液压缸用密封件模型，标准件库包括各类液压缸用标准件模型，参数化非标零件库包括各类液压缸用零件模型；

所述技术文件生成模块包括技术文件生成界面和技术文件模板库；

还包括功能控制模块，用于骨架关联参数化设计模块、系列化模型设计模块、零部件模块、技术文件生成模块各功能的实现和可视化界面的生成。

其进一步是：

所述全参数化骨架驱动三维模型库中，为三维模型设置属性并与骨架模型进行关联，对骨架模型实行全参数控制，当骨架模型参数出现修改时，三维模型根据与骨架模型之间的关联信息进行更新；

所述骨架模型查询界面中，输入所需查询条件，实现全参数化骨架驱动三维模型库中符合查询条件的液压缸的骨架模型的查询；

所述参数输入显示界面中，输入设计参数，实现骨架模型的参数化驱动更新；

所述零件检索界面ⅰ中，输入检索参数，实现密封件库、标准件库、参数化非标零件库中符合检索参数的密封件模型、标准件模型、零件模型在骨架模型中的自动装配或替换。

所述系列化模型查询界面中，输入所需查询条件，实现系列化液压缸基础模型库中符合查询条件的液压缸的基础模型的查询；

所述零件检索界面ⅱ中，输入检索条件，实现密封件库、标准件库、参数化非标零件库中符合检索条件的密封件模型、标准件模型、零件模型在基础模型中的自动装配或替换。

所述密封件库中的密封件模型根据供应商样本建立；

所述标准件库中的标准件模型根据国家标准建立；

所述参数化非标零件库的零件模型根据液压缸零件标准化设计规范中的规则进行参数化设计建立；

所述零件检索界面ⅲ中，输入检索条件，实现密封件库、标准件库、参数化非标零件库中符合检索条件的密封件模型、标准件模型、零件模型的查询；如果未检索到符合检索条件的密封件模型、标准件模型、零件模型，则在零件参数化设计界面进行系列化零件的参数化驱动设计和存储。

所述技术文件生成模块中，在技术文件生成界面选取所需的技术文件名称，通过对三维模型参数信息进行解析和提取然后分配到对应的技术文件模板库中的技术文件模板，生成对应的技术文件。

征在于：所述功能控制模块包括画面存储模块、参数输入显示及驱动模块、检索输入显示及搜索模块、零部件自动装配和替换模块、信息解析及配对模块。

一种基于pro/e的液压缸自顶向下的快速设计方法，步骤如下：

步骤a、设计开始，进入骨架关联参数化设计模块；

步骤b、在骨架模型查询界面，用户输入需求信息，需求信息包括主机类型、液压缸结构；

步骤c、根据用户输入的需求信息对全参数化骨架驱动三维模型库中的模型进行检索，并获取与该需求信息相匹配的液压缸的三维模型；

步骤d、将获取的液压缸的三维模型显示在画面中；

步骤e、用户判断是否满意；

若整体不满意，则进入步骤f；若局部不满意，则进入步骤h；若满意，则进入步骤p；

步骤f、进入参数输入显示界面，用户输入所需参数，所需参数包括缸径、杆径、行程、安装距、工作压力；

步骤g、根据用户输入的参数对骨架模型进行驱动，并获取与该骨架模型相匹配的液压缸的三维模型；然后，进入步骤d；

步骤h、进入零件检索界面ⅰ，用户输入需求信息，需求信息包括零件类型、结构形式、结构参数；

步骤i、根据用户输入的需求信息对密封件库、标准件库和参数化非标零件库中的零件模型进行检索；

步骤j、用户判断是否获取了与需求信息相匹配的零件模型；

若获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤k；若没有获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤l；

步骤k、选中符合条件的零件模型，在液压缸的骨架驱动三维模型中进行对应零件的自动替换或装配；然后，进入步骤d；

步骤l、用户进入零部件模块；

步骤m、进入零件检索界面ⅲ，用户输入零件类型、结构形式信息，检索基础的零件模型；

步骤n、进入零件参数化设计界面，用户输入相应结构参数；

步骤o、根据用户输入的结构参数，参数化驱动生成所需零件模型，将生成的零件模型进行存储；然后，进入步骤h；

步骤p、对当前液压缸的三维模型进行存储；

步骤q、进入技术文件生成模块；

步骤r、在技术文件生成界面输入所需技术文件名称，生成对应技术文件并存储；设计结束。

一种基于pro/e的液压缸自下而上的快速设计方法，步骤如下：

步骤a、设计开始，进入系列化模型设计模块；

步骤b、进入系列化模型查询界面，用户输入需求信息，需求信息包括主机类型、液压缸结构；

步骤c、根据用户输入的需求信息对系列化液压缸基础模型库中的基础模型进行检索，并获取与该需求信息相匹配的液压缸的基础模型；

步骤d、将获取的液压缸的基础模型显示在画面中；

步骤e、进入零件检索界面ⅱ，用户输入需求信息，需求信息包括零件类型、结构形式、结构参数；

步骤f、根据用户输入的需求信息对密封件库、标准件库和参数化非标零件库中的零件模型进行检索；

步骤g、用户判断是否获取了与需求信息相匹配的零件模型；

若没有获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤h；若获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤l；

步骤h、用户进入零部件模块；

步骤i、进入零件检索界面ⅲ，用户输入零件类型、结构形式信息，检索基础的零件模型；

步骤j、进入零件参数化设计界面，用户输入相应结构参数；

步骤k、根据用户输入的结构参数，参数化驱动生成所需零件模型，将生成的零件模型进行存储；然后，进入步骤e；

步骤l、选中符合条件的零件模型，在液压缸的基础模型中进行对应零件的自动替换或装配；

步骤m、用户判断是否满意；

若不满意，则进入步骤e；若满意，则进入n；

进入n、对当前液压缸的三维模型进行存储；

进入o、进入技术文件生成模块；

进入p、在技术文件生成界面输入所需技术文件名称，生成对应技术文件并存储；设计结束。

与现有技术相比，本发明可通过自顶向下和自下而上两种方式进行液压缸的快速设计和设计文件的快速生成，其有益效果是：

1、液压缸模型和零部件可以进行参数模糊和精确检索，快速查询到所需零部件；

2、界面可视化骨架关联参数化设计，方便快捷，自顶向下的设计方式避免零部件干涉，便于协同设计；

3、检索到的零部件具有自动装配和替换功能，提高设计效率；

4、具有技术文件一键生成功能，提升准确率和设计效率。

附图说明

图1是本发明实施例一中基于pro/e的液压缸快速设计系统框架图；

图2是本发明实施例二中采用自顶向下方式进行液压缸快速设计的基于pro/e的液压缸快速设计方法流程图；

图3是本发明实施例三中采用自下而上方式进行液压缸快速设计的基于pro/e的液压缸快速设计方法流程图。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

实施例一

结合图1所示，一种基于pro/e的液压缸快速设计系统，骨架关联参数化设计模块1、系列化模型设计模块2、零部件模块3、技术文件生成模块4和功能控制模块5。

骨架关联参数化设计模块1：

包括骨架模型查询界面1-1、参数输入显示界面1-2、零件检索界面ⅰ1-3和全参数化骨架驱动三维模型库1-4；全参数化骨架驱动三维模型库1-4包括根据图样创建的典型结构的液压缸的三维模型和骨架模型；

全参数化骨架驱动三维模型库1-4中，为三维模型设置属性并与骨架模型进行关联，对骨架模型实行全参数控制，当骨架模型参数出现修改时，三维模型根据与骨架模型之间的关联信息进行更新；

骨架模型查询界面1-1中，输入所需查询条件，查询条件包括产品所属主机类型、产品结构类型等，实现全参数化骨架驱动三维模型库1-3中符合查询条件的液压缸的骨架模型的模糊和精确查询；

参数输入显示界面1-2中，输入设计参数，设计参数包括缸径、杆径、行程、安装距、工作压力等，实现骨架模型的参数化驱动更新；

零件检索界面ⅰ1-3中，输入检索参数，检索参数包括零件类型、结构形式、结构参数等，实现密封件库3-3、标准件库3-4、参数化非标零件库3-5中符合检索参数的密封件模型、标准件模型、零件模型的查询，然后在骨架模型中的自动装配或替换。

系列化模型设计模块2：

包括系列化模型查询界面2-1、零件检索界面ⅱ2-2和系列化液压缸基础模型库2-3；系列化液压缸基础模型库2-3中包括的基础模型通过以下方法得到：对不同工况、不同结构的液压缸进行分类和统型，形成不同产品系列，然后将不同系列产品的典型结构固化形成上述基础模型；

系列化模型查询界面2-1中，输入所需查询条件，实现系列化液压缸基础模型库2-3中符合查询条件的液压缸的基础模型的查询；

零件检索界面ⅱ2-2中，输入检索条件，实现密封件库3-3、标准件库3-4、参数化非标零件库3-5中符合检索条件的密封件模型、标准件模型、零件模型的查询，然后在基础模型中的自动装配或替换。

零部件模块3：

包括零件检索界面ⅲ3-1、零件参数化设计界面3-2和密封件库3-3、标准件库3-4和参数化非标零件库3-5；所述密封件库3-3包括各类液压缸用密封件模型，标准件库3-4包括各类液压缸用标准件模型，参数化非标零件库3-5包括各类液压缸用零件模型；

密封件库3-3中的密封件模型根据供应商样本建立；

标准件库3-4中的标准件模型根据国家标准建立；

参数化非标零件库3-5的零件模型根据液压缸零件标准化设计规范中的规则进行参数化设计建立；

零件检索界面ⅲ3-1中，输入检索条件，实现密封件库3-3、标准件库3-4、参数化非标零件库3-5中符合检索条件的密封件模型、标准件模型、零件模型的查询；如果未检索到符合检索条件的密封件模型、标准件模型、零件模型，则在零件参数化设计界面3-2进行系列化零件的参数化驱动设计和存储，实现新零件的参数化设计。

技术文件生成模块4：

包括技术文件生成界面4-1和技术文件模板库4-2；

技术文件生成模块4中，在技术文件生成界面4-1选取所需的技术文件名称，通过对三维模型参数信息进行解析和提取然后分配到对应的技术文件模板库4-2中的技术文件模板，生成对应的技术文件。

功能控制模块5：

功能控制模块5包括画面存储模块5-1、参数输入显示及驱动模块5-2、检索输入显示及搜索模块5-3、零部件自动装配和替换模块5-4、信息解析及配对模块5-5。骨架关联参数化设计模块1、系列化模型设计模块2、零部件模块3、技术文件生成模块4用来实现各类液压缸模型模糊和精确检索、骨架关联参数化设计、液压缸零部件快速检索、参数化设计、自动装配和替换、技术文件快速生成等功能及可视化，功能控制模块5用于上述各项功能的实现和可视化界面的生成。

实施例二

在上述实施例一的基础上，结合图2所示，一种采用自顶向下方式进行液压缸快速设计的基于pro/e的液压缸快速设计方法步骤如下：

步骤a、设计开始，进入骨架关联参数化设计模块1；

步骤b、在骨架模型查询界面1-1，用户输入需求信息，需求信息包括主机类型、液压缸结构；

步骤c、根据用户输入的需求信息对全参数化骨架驱动三维模型库1-4中的模型进行检索，并获取与该需求信息相匹配的液压缸的三维模型；

步骤d、将获取的液压缸的三维模型显示在画面中；

步骤e、用户判断是否满意；

若整体不满意，则进入步骤f；若局部不满意，则进入步骤h；若满意，则进入步骤p；

步骤f、进入参数输入显示界面1-2，用户输入所需参数，所需参数包括缸径、杆径、行程、安装距、工作压力；

步骤g、根据用户输入的参数对骨架模型进行驱动，并获取与该骨架模型相匹配的液压缸的三维模型；然后，进入步骤d；

步骤h、进入零件检索界面ⅰ1-3，用户输入需求信息，需求信息包括零件类型、结构形式、结构参数；

步骤i、根据用户输入的需求信息对密封件库3-3、标准件库3-4和参数化非标零件库3-5中的零件模型进行检索；

步骤j、用户判断是否获取了与需求信息相匹配的零件模型；

若获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤k；若没有获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤l；

步骤k、选中符合条件的零件模型，在液压缸的骨架驱动三维模型中进行对应零件的自动替换或装配；然后，进入步骤d；

步骤l、用户进入零部件模块3；

步骤m、进入零件检索界面ⅲ3-1，用户输入零件类型、结构形式信息，检索基础的零件模型；

步骤n、进入零件参数化设计界面3-2，用户输入相应结构参数；

步骤o、根据用户输入的结构参数，参数化驱动生成所需零件模型，将生成的零件模型进行存储；然后，进入步骤h；

步骤p、对当前液压缸的三维模型进行存储；

步骤q、进入技术文件生成模块4；

步骤r、在技术文件生成界面4-1输入所需技术文件名称，生成对应技术文件并存储；设计结束。

实施例三

在上述实施例一的基础上，结合图3所示，一种采用自下而上方式进行液压缸快速设计的基于pro/e的液压缸快速设计方法步骤如下：

步骤a、设计开始，进入系列化模型设计模块2；

步骤b、进入系列化模型查询界面2-1，用户输入需求信息，需求信息包括主机类型、液压缸结构；

步骤c、根据用户输入的需求信息对系列化液压缸基础模型库2-3中的基础模型进行检索，并获取与该需求信息相匹配的液压缸的基础模型；

步骤d、将获取的液压缸的基础模型显示在画面中；

步骤e、进入零件检索界面ⅱ2-2，用户输入需求信息，需求信息包括零件类型、结构形式、结构参数；

步骤f、根据用户输入的需求信息对密封件库3-3、标准件库3-4和参数化非标零件库3-5中的零件模型进行检索；

步骤g、用户判断是否获取了与需求信息相匹配的零件模型；

若没有获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤h；若获取了与需求信息相匹配的零件模型，则进入步骤l；

步骤h、用户进入零部件模块3；

步骤i、进入零件检索界面ⅲ3-1，用户输入零件类型、结构形式信息，检索基础的零件模型；

步骤j、进入零件参数化设计界面3-2，用户输入相应结构参数；

步骤k、根据用户输入的结构参数，参数化驱动生成所需零件模型，将生成的零件模型进行存储；然后，进入步骤e；

步骤l、选中符合条件的零件模型，在液压缸的基础模型中进行对应零件的自动替换或装配；

步骤m、用户判断是否满意；

若不满意，则进入步骤e；若满意，则进入n；

进入n、对当前液压缸的三维模型进行存储；

进入o、进入技术文件生成模块4；

进入p、在技术文件生成界面4-1输入所需技术文件名称，生成对应技术文件并存储；设计结束。

上述实施例可以看出，本发明可通过自顶向下和自下而上两种方式进行液压缸的快速设计和设计文件的快速生成，其有益效果是：

1、液压缸模型和零部件可以进行参数模糊和精确检索，快速查询到所需零部件；

2、界面可视化骨架关联参数化设计，方便快捷，自顶向下的设计方式避免零部件干涉，便于协同设计；

3、检索到的零部件具有自动装配和替换功能，提高设计效率；

4、具有技术文件一键生成功能，提升准确率和设计效率。