胡明慶　黃超

摘要：以測試模型三維標(biāo)注過程中遇到的問題為研究對象，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，提出了相應(yīng)的解決方案，設(shè)計(jì)出了滿足公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)需要的三維標(biāo)注功能。

關(guān)鍵詞：三維標(biāo)注;視圖創(chuàng)建;孔特征;三維焊接標(biāo)注

0 引言

三維標(biāo)注技術(shù)是指在三維實(shí)體模型上，對產(chǎn)品尺寸、公差、技術(shù)要求等非幾何制造信息進(jìn)行組織、表達(dá)、操作管理的一項(xiàng)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)及其相應(yīng)規(guī)范在國內(nèi)外眾多企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，我國也發(fā)布了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)多數(shù)企業(yè)是在三維軟件底層數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，積極開發(fā)適合本企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)和畫圖習(xí)慣的三維標(biāo)注技術(shù)。本文在三維軟件本身的標(biāo)注功能基礎(chǔ)上，通過對產(chǎn)品繁多的零部件模型進(jìn)行標(biāo)注測試，針對標(biāo)注過程中出現(xiàn)的問題，明確后端三維工藝對模型信息的需求，并結(jié)合《數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》（GB/T 24734）標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了適合我公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)開發(fā)和生產(chǎn)需要的三維標(biāo)注功能。

1 典型問題

1.1? ? 視圖創(chuàng)建和管理問題

在以往的工程圖設(shè)計(jì)中，都會放置一組基本視圖，用來描述零件的尺寸。在用三維軟件基本的注釋功能標(biāo)注模型時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)模型的視圖方向只能由模型創(chuàng)建時(shí)的方向來決定，如強(qiáng)制選擇參考空間視圖，前期需將每一個(gè)標(biāo)注面設(shè)計(jì)好，不可直接投影，導(dǎo)致標(biāo)注前的準(zhǔn)備工作繁瑣。同時(shí)，當(dāng)所有的注釋全部顯示在模型上，不能分類型管理，造成注釋的疊加，不利于在工藝設(shè)計(jì)工作及生產(chǎn)單位的使用。

1.2? ? 特征孔尺寸標(biāo)注問題

鑒于電力電子產(chǎn)品鉚接箱體設(shè)計(jì)特點(diǎn)，箱體自制件中各類安裝孔的標(biāo)注較多。在進(jìn)行多邊形孔標(biāo)注時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)沒有軸線的孔特征，手動標(biāo)注是不能實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)注釋，設(shè)計(jì)人員需回到模型，再次依照《建模規(guī)范》重新創(chuàng)建特征，造成了設(shè)計(jì)工作的重復(fù)浪費(fèi)，極大地影響了標(biāo)注的可操作性和快速性。

1.3? ? 符合標(biāo)準(zhǔn)要求的焊接標(biāo)注較難實(shí)現(xiàn)

電力電子產(chǎn)品柜體有的部位采用焊接方式連接，所以在標(biāo)注過程中，有大量的焊縫需要注釋，但原有的標(biāo)注方式中繁多的注釋符號和缺失的焊接說明，不能完全滿足公司標(biāo)準(zhǔn)的焊接標(biāo)注需求。

1.4? ? 模型與尺寸的雙向驅(qū)動問題

顯示注釋是Creo2.0軟件自帶的一款工具，它的優(yōu)越性在于實(shí)現(xiàn)了模型和尺寸的雙向驅(qū)動，但在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)該功能對模型本身的創(chuàng)建有很高的要求，為了提高該功能的使用率，實(shí)現(xiàn)簡單模型或局部特征的尺寸自動顯示注釋，我們編制了規(guī)范性建模文件。

2 三維標(biāo)注視圖的解決方案

面對以上的典型問題，我們分別制定了相應(yīng)的解決目標(biāo)，如表1所示。

2.1? ? 多類型視圖管理

針對文中1.1的問題，我們提出了多類型視圖管理方法。

2.1.1? ? 與屏幕平齊視圖

在模型標(biāo)注過程中，一些說明注釋應(yīng)標(biāo)注于不隨模型旋轉(zhuǎn)而變化的標(biāo)注面，為此我們開發(fā)了“與屏幕平齊視圖”，目的是不管模型如何旋轉(zhuǎn)，此視圖上的注釋始終與屏幕平齊，方便讀圖者使用。在產(chǎn)品標(biāo)注過程中，技術(shù)要求、焊接等級說明、粗糙度說明、加工要求等，均需放置在此視圖下。

2.1.2? ? 組合視圖

基本視圖是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《技術(shù)制圖 投影法》（GB/T 14692）中的規(guī)定形成的，以目前我們的工作和讀圖習(xí)慣，用一組基本視圖的方式來標(biāo)注模型的尺寸信息是比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，且更適合讀圖人員的使用。為了不受制于模型創(chuàng)建的基準(zhǔn)面和模型樹中冗余特征的影響，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了組合視圖功能，設(shè)計(jì)人員只用對主視圖面進(jìn)行定義，其余視圖方向就可自動切換，選擇需要的視圖即可，成功減少了1.1中標(biāo)注前繁瑣的標(biāo)注面設(shè)置準(zhǔn)備工作。

2.1.3? ? 單個(gè)視圖

單個(gè)視圖是對前兩個(gè)視圖的補(bǔ)充開發(fā)，使用起來更加靈活，多用于設(shè)計(jì)的補(bǔ)充標(biāo)注、工藝標(biāo)注、生產(chǎn)標(biāo)注等。

2.2? ? 多視圖層管理

2.2.1? ? 視圖切換功能

對于2.1中的多類型視圖，標(biāo)注人員和讀圖者均可根據(jù)數(shù)據(jù)采集需求激活相應(yīng)視圖，關(guān)閉其余視圖，成功解決了三維標(biāo)注存在的尺寸“刺猬”現(xiàn)象，同時(shí)避免了讀圖人員因旋轉(zhuǎn)方向的不同導(dǎo)致讀取數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)，多視圖切換的功能保證了設(shè)計(jì)和工藝標(biāo)注信息的相對獨(dú)立性，解決了在同一視圖下模型多重信息共存的問題。

2.2.2? ? 多圖層管理

根據(jù)公司產(chǎn)品的特點(diǎn)，三維標(biāo)注技術(shù)主要是按照尺寸板塊、注釋板塊、符號板塊、常用工具板塊進(jìn)行開發(fā)，對于不同板塊的注釋，我們采用不同的注釋層，根據(jù)圖層顏色的區(qū)分，讀圖人員可清晰明了地讀取標(biāo)注信息。

3 特征孔三維標(biāo)注解決方案

由于現(xiàn)有產(chǎn)品模型中，安裝板和加強(qiáng)梁占模型總量的70%，而板和梁上的孔特征尤為多，除圓孔外，六方孔和長圓孔是孔特征的兩大類。這兩類孔特征往往因?yàn)闆]有中心軸而不能實(shí)現(xiàn)標(biāo)注，設(shè)計(jì)人員只能修改模型后才能標(biāo)注，極大地影響了標(biāo)注效率。為此，我們在建模板塊和標(biāo)注板塊統(tǒng)一做了標(biāo)準(zhǔn)化特征開發(fā)，創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)草繪模板和輔助應(yīng)用中心線工具，統(tǒng)一規(guī)避了建模和標(biāo)注中的這一類問題。

4 三維焊接標(biāo)注功能的定制化開發(fā)

4.1? ? 焊接符號快速標(biāo)注

對于1.3中的焊接注釋問題，我們根據(jù)《焊接及相關(guān)工藝 圖紙符號表示法》（ISO 2553）標(biāo)準(zhǔn)的要求，對焊接板塊進(jìn)行了定制開發(fā)，焊接符號界面保持和原CAXA界面相同，目的是保證公司產(chǎn)品焊接三維標(biāo)注的快速實(shí)現(xiàn)。

4.2? ? 焊接等級要求快速注釋

根據(jù)公司認(rèn)證的EN 15085焊接標(biāo)準(zhǔn)的要求，焊縫（焊接符號后端注明等級要求）在標(biāo)注時(shí)，必須配有相應(yīng)的“焊接等級要求表”，為此我們在符號工具箱下直接定制了可按功能選擇的焊接要求表。

5 實(shí)施效果

5.1? ? 產(chǎn)品三維標(biāo)注流程

按照開發(fā)的思路、企業(yè)用圖習(xí)慣等方面的要求，我們總結(jié)了產(chǎn)品進(jìn)行三維標(biāo)注的一般流程如圖1所示。

5.2? ? 三維標(biāo)注效果

開發(fā)完成的三維標(biāo)注板塊，我們稱之為“R-3Dnote”，是我們按照標(biāo)注流程完成的產(chǎn)品常見鈑金件，經(jīng)驗(yàn)證其視圖、尺寸、注釋說明、焊接標(biāo)注等均符合國標(biāo)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，解決了前期設(shè)計(jì)人員碰到的問題，達(dá)到了預(yù)期的開發(fā)效果。

6 結(jié)語

我們進(jìn)行三維標(biāo)注研究，不僅是為了在模型上體現(xiàn)工程信息，更是為未來基于模型的設(shè)計(jì)工藝一體化研究做好基礎(chǔ)工作。因此，為了保證數(shù)據(jù)的同源性和準(zhǔn)確性，目前實(shí)現(xiàn)的三維標(biāo)注技術(shù)，同時(shí)具有計(jì)算機(jī)輔助檢查、快速調(diào)取數(shù)據(jù)等多種功能。三維標(biāo)注技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，對三維協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用起到了積極的推進(jìn)作用，為動態(tài)工藝設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)保障，為實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同化提供了技術(shù)支持。

收稿日期：2020-03-29

作者簡介：胡明慶（1981—），女，山西永濟(jì)人，工程師，研究方向：電力電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)。