基于CATIA的微波组件结构快速设计方法及系统与流程

本发明涉及硬件电气设计的数字化表达、自动设计领域，更为具体的，涉及一种基于catia的微波组件结构快速设计方法及系统。

背景技术：

1、目前，设计师在进行微波组件设计时，会使用多种设计工具进行同步设计，如ads、autocad、catia等，这就带来多种设计工具输出结果的导入导出和协同一致等问题，依靠人工操作和检查，过程耗时费力且容易出错，难以保证数据一致性。在使用catia进行微波组件结构的三维模型设计时，autocad生成的二维图纸导入转换困难、错误不易发现、协同过程复杂，无法快速生成复杂结构，且不能基于原有的模板进行零件快速生成和组件重构，严重影响设计效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于catia的微波组件结构快速设计方法及系统，并将方法开发为系统，从而解决设计师在使用catia进行三维设计时，微波腔体、射频电路绘制操作繁琐，以及无法快速生成复杂结构的问题；同时，建立了一种从二维图纸到三维模型的转换模式，实现微波组件、零部件的三维重构及对比更新，从而显著提高微波组件结构设计的效率和质量。

2、本发明的目的是通过以下方案实现的：

3、一种基于catia的微波组件结构快速设计方法，包括以下步骤：

4、s1，制定绘图规范：预先制定基于协定的绘图规范，为图纸检查和导入提供依据；

5、s2，图纸检查：对步骤s1制定的绘图规范进行检查，判断满足生成catia三维模型的要求；

6、s3，图纸导入：首先激活组件节点作为图纸导入后挂接的位置，然后选择通过图纸检查后的本地图纸进行导入；在图纸导入过程中，再次对图纸进行检查和分析，并进行视图的拆分和剔除无效图元，以确保导入符合规范的绘图内容；若无错误点，图纸导入后将挂接至组件节点；

7、s4，零件重构：选择图纸导入后，将识别图元语义，对图纸进行检查；通过检查后，对于特征轮廓的图块将创建拉伸、开槽和斜坡特征，对于开孔符号，将根据后台配置文件创建打孔特征，针对复杂的孔将考虑基于特征模板udf创建开孔特征；

8、s5，组件重构：包括装配图读取、装配关系识别以及零部件装配，装配图读取用于读取各视图中特征图块信息以及零件图块位置的信息；装配关系识别用于读取物料信息，并基于结构树预览零部件信息；零部件装配用于根据结构树中的信息定义，自动实现零部件模型的创建/调用、实例化和装配；

9、s6，零件模板复用：选择需要基于模板创建的零件节点，若未选择，程序将默认当前激活的节点作为创建对象，然后选择相应的零件模板进行复用，通过输入参数值，生成新的零件；

10、s7，交互连线重构：导入图纸后将自动识别图元语义，按图层读取交互连线的符号，自动创建交互连线对象，针对每一个交互连线对象生成一个零件；

11、s8，组件对比更新：组件对比更新功能用于读取节点下最新版图纸与已重构组件模型的图纸进行对比，重构更新模型的外形和装配位置，其中，交互连线模型在每版重构时都将是新建；

12、s9，导出模型轮廓：导出组件轮廓功能用于将catia三维模型投图，生成catia二维图，并基于六视图导出为图文件。

13、进一步地，在步骤s1中，所述预先制定基于协定的绘图规范，具体包括子步骤：

14、视图图框及视图坐标系规范：cad图中要定义视图图框，只有图框中的内容才会被识别为视图绘制内容，图框外的都将被识别为无效图元，制定规范如下：1)绘制首尾相接的矩形表示视图图框；2)将矩形定义为图块，将图块命名为“xx视图”；cad中要定义各视图的坐标系，用于指定catia草图绘制的u、v方向，制定规范如下：1)绘制水平、竖直且端点重合的两条“射线”，表达视图的u、v方向；2)将水平、竖直的两条线与视图图框定义为一个图块；

15、零件重构命名规范：零件重构用于读取二维特征图块的信息，调用catia相关命令来生成对应的三维特征，涵盖的特征包括凸台、开槽、开孔和斜坡；制定命名规范如下：1)零件编号_零件名称_零件类型_特征类型_参数值#；2)结束符#用于程序识别命名结束的标识；3)特征图块能够拷贝复用，对应的位置都会生成特征；4)若特征图块名称重名，在#后添加任意cad中命名允许的符号进行区分；5)常用多层台阶孔用代号配置；

16、组件重构命名规范：组件重构用于调用数据库中已有模型或者对已加载至结构树的模型进行装配，制定命名规范如下：1)结束符#用于程序识别命名结束的标识；2)结构树中必须要有不动件fix件，程序才能识别用于定位生成/装配其他的模型；3)零件图块能拷贝复用，对应的位置都会实例化装配相应的模型；针对“一般重构件”零件的复用，不能存在多个相同的零件图块对应有多个相同的特征图块；

17、交互连线重构命名规范：交互连线模型的生成用于读取交互连线图层的信息来识别交互连线对象；制定交互连线绘制规范如下：1)基于“折线”绘制交互连线；2)将交互连线设置到名称为“交互连线”的图层中。

18、进一步地，在步骤s2中，所述对其绘图规范进行检查，具体包括子步骤：

19、s21、选择本地图纸进行检查：先新建物理产品节点，选择物理节点，点击“图纸检查”命令，根据提示，选择本地图纸进行检查；

20、s22、分析绘图内容：分析绘图内容，并输出检查列表；

21、s23、基于检查结果列表查看错误点：检查列表中自动列出错误点，选择错误点，预览区域中高亮显示对应的二维对象；

22、s24、修改二维图内容：根据错误提示，修改二维图内容。

23、进一步地，在步骤s3中，所述首先激活组件节点作为图纸导入后挂接的位置，然后选择通过图纸检查后的本地图纸进行导入；在图纸导入过程中，再次对图纸进行检查和分析，并进行视图的拆分和剔除无效图元，以确保导入符合规范的绘图内容；若无错误点，图纸导入后将挂接至组件节点，具体包括子步骤：

24、s31、激活组件节点：在具有结构树的窗口中，激活产品节点，选择图纸导入命令；

25、s32、选择本地图纸导入：在弹出的图纸导入选择对话框中，选择本地图纸，设置导入选项；

26、s33、检查/分析图纸规范：进入检查/分析图纸规范阶段，并输出检查项列表，选择列表中的某一行，预览区域中将高亮显示对应的二维对象，能够查看错误详情；

27、s34、拆分视图、剔除无效图元：系统通过拆分视图，剔除无效图元；

28、s35、挂接图纸至结构树组件节点：图纸若通过检查，则将其挂接至激活的产品节点下。

29、进一步地，在步骤s4中，所述选择图纸导入后，将识别图元语义，对图纸进行检查；通过检查后，对于特征轮廓的图块将创建拉伸、开槽和斜坡特征，对于开孔符号，将根据后台配置文件创建打孔特征，针对复杂的孔将考虑基于特征模板udf创建开孔特征，包括子步骤：

30、s41、图纸导入；

31、s42、识别图元语义：图纸导入后，自动识别图元语义；

32、s43、图纸检查；

33、s44、针对特征轮廓图块创建对象：激活已导入图纸的物理产品节点/3d零件节点，启动零件重构；对于特征轮廓的图块将创建拉伸、开槽和斜披特征对象，特征列表中将列出当前图纸中所有的“一般重构件”的特征图块；

34、s45、针对开孔符号创建打孔对象：对于开孔符号，根据后台配置文件创建打孔特征，针对复杂的孔将考虑基于特征模板udf创建开孔特征；

35、s46、生成实体：选择需要重构的零件，生成零件模型。

36、进一步地，在步骤s5中，所述装配图读取用于读取各视图中特征图块信息以及零件图块位置的信息；装配关系识别用于读取物料信息，并基于结构树预览零部件信息；零部件装配用于根据结构树中的信息定义，自动实现零部件模型的创建/调用、实例化和装配，具体包括子步骤：

37、s51、装配图读取：激活已导入图纸的装配节点，点击“组件重构”命令，进入组件重构功能界面；针对导入的装配图进行视图识别，定义投影方向及组件全局坐标系；

38、s52、装配关系识别：系统读取物料信息，包括装配图bom，生成组件结构树，支持基于结构树的零部件信息预览；

39、s53、零部件装配：针对已有零件，自动选取数据库中的已有模型，进行实例化；通过零件重构、零件模板复用、交互连线重构功能对新建零件进行定义并实现装配，最终生成支持层级调整的装配模型。

40、进一步地，在步骤s6中，所述选择需要基于模板创建的零件节点，若未选择，程序将默认当前激活的节点作为创建对象，然后选择相应的零件模板进行复用，通过输入参数值，生成新的零件，具体包括子步骤：

41、s61、选择零件节点：激活“物理产品”节点，点击“零件模板复用”命令，弹出选择零件模板对话框；

42、s62、选择零件模板进行复用：选择需要的零件模板进行复用；

43、s63、修改参数：根据实际情况，修改参数值，填写零件名称，若不填写，缺省为模板中的零件名称；

44、s64、生成新的零件：通过预览查看生成的新零件是否正确；若不正确，可再修改参数值后，再预览；新零件创建成功后，并自动保存至数据库。

45、进一步地，在步骤s7中，所述导入图纸后将自动识别图元语义，按图层读取交互连线的符号，自动创建交互连线对象，针对每一个交互连线对象生成一个零件，具体包括子步骤：

46、s71、图纸导入；

47、s72、识别图元语义：图纸导入后，自动识别图元语义；

48、s73、识别交互连线：系统按图层识别交互连线；

49、s74、创建交互连线对象：根据先后顺序，创建交互连线对象；

50、s75、生成实体：激活装配节点，通过交互连线模型重构，自动列出所有图层的交互连线对象，根据实际情况编辑交互连线的点位信息、截面尺寸信息，生成交互连线三维零件模型。

51、进一步地，在步骤s8中，所述组件对比更新功能用于读取节点下最新版图纸与已重构组件模型的图纸进行对比，重构更新模型的外形和装配位置，其中，交互连线模型在每版重构时都将是新建，包括子步骤：

52、s81、激活需要对比更新的装配节点，点击组件对比更新命令，将自动列出结构树信息的对比界面；

53、s82、点击“预览”或“确定”，更新组件模型。

54、一种基于catia的微波组件结构快速设计系统，包括可读存储介质，在可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载时执行如上任一项所述的方法。

55、本发明的有益效果包括：

56、本发明方案提供了一套cad图纸绘图规范，并基于catia二次开发，形成一种微波组件结构快速设计架构并系统实现，从而打通二维图纸到三维模型的双向快速转换；同时，通过复用三维零件模板，实现基于参数定义的模型快速生成，从而解决设计师在使用catia进行三维设计时，微波腔体、射频电路绘制操作繁琐，以及无法快速生成复杂结构的问题，显著提高微波组件结构设计的效率和质量。

57、本发明方案通过cad图纸导入及绘图规范检查、自动调用数据库中已有零部件；基于零件模板、特征模板生成零件；解析cad绘图内容自动生成或重构零部件、组件模型，实现基于cad绘图内容自动生成catia三维模型。