Teamcenter/NX集成下的工装快速设计系统设计及应用

0 引言

    Teamcenter和NX软件是一种高度集成的CAD制作软件系统，能够在产品整个开发过程中使用。并且其还具有工程图、三维建模、运动分析、装配及高级仿真等强大的功能，能够有效提高系统设计的可靠性，并且缩短系统的设计周期。在进行工装设计过程中，充分使用Teamcenter/NX软件的装配及工程图，能够实现工装系统的三维建模及检查，从而生成工程图样，应用到生产过程中。

1 Teamcenter/NX集成下的工装快速设计系统的设计原理

    图1为Teamcenter/NX集成下的工装快速设计系统的设计原理，通过图1可以看出来，其设计原理为：通过导引式变型实现模板资源的设计，包括模板库中的现有工装及典型工装，其模板资源源于模板库中的各种单元，比如夹紧单元、支承单元、定位单元等。导引式变型模块对象及组合设计加载典型部件单元，通过工装快速系统中的编码得到Teamcenter系统中的企业工装对象编码，以此实现全新工装的编码命名。导引式变型设计及组合设计能够实现全新工装通过业务流程到达Teamcenter工装通用库的专用就通用工装库实现分类管理。

    图1 Teamcenter/NX集成下的工装快速设计系统的设计原理

2 工装模板的创建原则

    工装模板的设计质量表现了工装快速设计的质量及效率，本文通过工装模型自身的重复设计原则，将工装分为三种类型，分别为典型、半典型及非典型。典型指的是零件的数量为大于90%重用工装；半典型指的是模型中较为典型的工装，大于50% ；非典型指的是模型自身并不是重复设计，而是全新的设计类型。所以工装模块创建的主要原则就是确定工装快速设计的方式，也就是全面考虑工装快速设计是否组合或者变型。变型设计的重点为典型工装，组合设计的重点为半典型工装，非典型工装是以实际需求为基础进行规划设计。工装模板的创建原则要根据最大变形范围及基准统一，基准统一原则是根据工艺及设计进行定制，也就是在加工制造的过程中要遵守最为基本的原则。但是典型工装模板使用从顶到下的方式实现模型创建，基准统一原则具有重要的作用。在装配顶层创建基准坐标系、点及面，创建全新的零组件之后，使用WAVE几何连接器技术，实现装配顶层基准的连接，以此防止循环链出现错误，从而创建全参数驱动的典型工装模板。

3 Teamcenter/NX集成下的工装快速设计系统设计

3.1 导引式变型设计

    导引式变形设计指的是系统中的主要功能模块，其主要作用就是设计具有较高相似度的典型工装，导引式变型设计的流程详见图2。

    图2 导引式变型设计的流程

    导引式变形设计较为简单，其主要功能模块为工装克隆、选择及查询典型工装模板、指定编码、修改参数等，设计功能模块的主要过程为：选择并且查询典型工装数据库中的结构，实现目标典型工装的加载；通过数据库的企业编码对着实现全新工装的编码自动指派；如果典型工装已经被加载，就要实现工装的复制，使其成为外形尺寸相同的全新工装；通过模板定制参数，根据实际需求对尺寸变形进行修改，之后将结果和需要加工的工件尺寸进行对比和验证，如果满足设计的需求，就将数据进行保存，实现导引式变形的设计；如果不满足设计的需求，那么就要继续修改参数，指导满足设计需求。

3.2 导引式组合设计

    导引式组合设计也是系统中的主要功能模块，其能够根据部件的单元创建积木式的拼装，从而实现局部的组合设计。导引式组合设计的流程详见图3。

    图3 导引式组合设计的流程

3.3 工装快速设计系统的应用

    根据本文所设计的基于Teamcenter/NX系统软件中的工装快速设计系统，将航空飞机中的蒙皮及叶片等零件制造过程中需要的量具及夹具为例，分别创建典型部件及工装模板的工装快速设计及传统设计的效率对比，在不考虑模型创建消耗的时间时，可以看出来，本文所设计的工装快速设计系统比传统设计的效率高，但是因为工装模板在创建过程中需要基准统一的方式实现模型的创建，所以消耗的时间较长，并且后期不需要工程的知识完善，在企业创创建典型工装模板过程中，本文所设计的工装快速设计系统比传统设计的效率高。

4 结束语

    使用Teamcenter/NX系统软件实现整体工装的设计，应用装配过程中的值自顶向下的设计理念，能够在设计标准及成本都满足企业需求的背景下，有效解决了传统共创设计过程中的问题及不足，并且减少了设计过程中出现错误的机率，降低了生产周期，有效提高了设计效率，在各行各业中的工装设计及机械设计中都有较高的使用价值。