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摘要：為提高零件或者模具設(shè)計(jì)人員的工作效率，利用ug軟件二次開發(fā)工具，建立部件工程圖，使其自動(dòng)生成模塊。在對(duì)零件外形進(jìn)行分析過程中，利用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)所需標(biāo)注元素進(jìn)行識(shí)別，從而保障零件工程圖尺寸合理布局，使零件制作時(shí)間得以有效控制。

關(guān)鍵詞：UG；二次開發(fā)工具；自動(dòng)標(biāo)注

引言

2D零件工程圖自動(dòng)標(biāo)注方法較為繁瑣，在傳統(tǒng)零件設(shè)計(jì)過程中，2D工程圖標(biāo)注占據(jù)設(shè)計(jì)工作量的30%[1]。隨著零件需求不斷復(fù)雜化，工程的圖紙也顯示出越來越復(fù)雜的問題。現(xiàn)階段，零件尺寸標(biāo)注一般采取兩種方式：一種是人機(jī)交互方式，利用特定的尺寸對(duì)零件進(jìn)行標(biāo)注，這種方式對(duì)設(shè)計(jì)人員具有較高要求，工作量較大，同時(shí)，復(fù)雜零件在設(shè)計(jì)過程中，容易出現(xiàn)圖紙漏標(biāo)、錯(cuò)標(biāo)等問題[2]；第二種方式為利用三維軟件進(jìn)行快速標(biāo)注，但是該方式無法保障標(biāo)注位置合理。為解決這些問題，利用UG軟件提供的二次開發(fā)工具，設(shè)計(jì)開發(fā)了工程圖自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)，通過實(shí)踐應(yīng)用檢驗(yàn)，該方法可有效減少工程圖設(shè)計(jì)方面的工作量，顯著提高相應(yīng)的工作效率。

1UG程序開發(fā)技術(shù)

UG軟件中具有產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工程制造等功能，用戶能夠根據(jù)需求改善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，但也需要滿足特定要求[3]。UG軟件平臺(tái)中，采取二次開發(fā)工具，利用UG軟件中的工具及其功能可滿足不同設(shè)計(jì)人員的需求。NXOpen具備兩種開發(fā)功能，即人機(jī)界面開發(fā)及程序接口開發(fā)。人機(jī)界面開發(fā)功能中，具有MenuScript、UISeyler、BolckUIStyler工具；程序接口開發(fā)功能中，具有通用應(yīng)用編程接口及經(jīng)典應(yīng)用編程接口工具。

2自動(dòng)標(biāo)注方法

2.1UG工程圖自動(dòng)標(biāo)注流程

基于UG的工程圖自動(dòng)標(biāo)注，首先要將系統(tǒng)中的視圖、標(biāo)注元素、尺寸等數(shù)據(jù)明確。標(biāo)注元素為尺寸標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)因素，視圖方向確定對(duì)圖元對(duì)象有直接影響，此條件決定標(biāo)注尺寸的位置。然后是程序按照零件圖例，確定視圖需求比例及需求標(biāo)注尺寸，以確保視圖間距符合標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)注元素明確后，軟件會(huì)把標(biāo)注尺寸放置于默認(rèn)的位置（標(biāo)注尺寸放置位置應(yīng)當(dāng)清晰表現(xiàn)出被標(biāo)注的對(duì)象，不可距離對(duì)象過遠(yuǎn)，距離應(yīng)當(dāng)適中，過近也會(huì)出現(xiàn)重疊問題）。最后是填寫完成標(biāo)題內(nèi)容后，工程圖便自動(dòng)完成。

2.2標(biāo)注元素提取

在UG工程模型中，使用者可利用此模型對(duì)多種對(duì)象進(jìn)行標(biāo)注，可利用軟件的二次開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)接口開發(fā)，編程人員利用不同標(biāo)注方式對(duì)尺寸進(jìn)行界定。首先為工程圖投影圖元，視圖中具有直線、圓弧、曲線。其次為三維模型中的點(diǎn)線面。為保障標(biāo)注元素能夠全部被識(shí)別，可將兩種方式結(jié)合，共同對(duì)元素進(jìn)行標(biāo)注。將動(dòng)模仁三維模型作為實(shí)踐對(duì)象，為能夠觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)動(dòng)模進(jìn)行地面透明處理。根據(jù)模仁工程圖標(biāo)注需求，將標(biāo)注尺寸、模仁最大外形尺寸、水路孔大小及位置尺寸等進(jìn)行標(biāo)注。

2.2.1最大外形尺寸標(biāo)注方式一般而言，動(dòng)模仁主視圖最大尺寸標(biāo)注需確定視圖四個(gè)邊界點(diǎn)[4]。利用UG二次開發(fā)工具編程接口，獲取視圖能夠見到的二維圖元，所獲取的相關(guān)參數(shù)比如直線或者曲線，將其保存于儲(chǔ)存器。直線需明確兩個(gè)端點(diǎn)，視圖中端點(diǎn)雖不一定具有邊界，但一定要采取相應(yīng)的處理方式。此流程應(yīng)用于曲線中，需滿足公差允許條件。在不同小弧度中間范圍建立曲線邊界點(diǎn)?？梢詫⒁晥D中的最大圓點(diǎn)作為邊界點(diǎn)。軟件根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)在繪圖坐標(biāo)系中，自X軸向Y軸過渡，將整個(gè)視圖中的4個(gè)點(diǎn)標(biāo)注，最后利用邊界點(diǎn)實(shí)現(xiàn)最大標(biāo)注。最大尺寸標(biāo)注簡(jiǎn)易流程圖步驟可歸結(jié)為：開始-得到視圖可見對(duì)象-對(duì)類型進(jìn)行分析（直線端點(diǎn)、曲線插入端點(diǎn)）得到類型后，將所有點(diǎn)對(duì)象保存-繪圖坐標(biāo)系內(nèi)將所有點(diǎn)進(jìn)行有序排列-得到邊界點(diǎn)-對(duì)尺寸進(jìn)行標(biāo)注-結(jié)束操作。最大尺寸標(biāo)注過程中，較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)便是點(diǎn)的排序工作。零件在建模過程中，所在坐標(biāo)系及工程圖坐標(biāo)系存在差異，需要將坐標(biāo)中的點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并在坐標(biāo)系中，呈現(xiàn)X軸向Y軸過渡的曲線，明確最大值與最小值。UG二次開發(fā)工具能夠?qū)崿F(xiàn)編程接口，得到指定視圖變換矩陣，API函數(shù)返回值長度為9，9為數(shù)組最大值，可以得出轉(zhuǎn)換式：

2.2.2水路孔標(biāo)注模仁具備相關(guān)的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，主視圖中會(huì)標(biāo)注所需的水平及垂直坐標(biāo)，水路在模仁組織內(nèi)部，在主視圖中不可見，無法利用篩查方式找到水路孔，只有在篩選零件三維模型上對(duì)水路孔進(jìn)行標(biāo)注。根據(jù)尺寸及結(jié)構(gòu)位置，能夠分析出水路孔在模仁的位置。對(duì)水路孔模仁側(cè)面進(jìn)行篩查后能獲取側(cè)面圓環(huán)，此圓環(huán)便是水路孔。UG軟件幾何形體能夠?qū)崿F(xiàn)二次開發(fā)功能，利用函數(shù)方程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，水路孔能夠在不斷篩選后獲取幾何圖形，完成二次開發(fā)。如在水路孔標(biāo)注案例中，水路孔標(biāo)注可以分為以下幾個(gè)步驟獲?。捍_定模仁對(duì)象，呈現(xiàn)模仁所有面，對(duì)面類型進(jìn)行分析，對(duì)所有面方向進(jìn)行鑒別，獲得朝向Y軸的面，對(duì)面積進(jìn)行計(jì)算，獲得面積最大平面及最大邊，對(duì)邊的類型進(jìn)行判斷，最終獲得水路孔。篩查過程中的要素不符合的可直接去除，符合要求對(duì)象進(jìn)入下一步判斷過程，最終獲得水路孔對(duì)象。

2.3尺寸標(biāo)準(zhǔn)布局方法

若尺寸標(biāo)準(zhǔn)全部正確，工程圖自動(dòng)標(biāo)注需要對(duì)尺寸位置進(jìn)行合理規(guī)劃，這就能讓讀圖人員清楚理解標(biāo)注含義，避免因標(biāo)注內(nèi)容含義不清楚造成誤解。為確保標(biāo)注分布合理，自動(dòng)標(biāo)注過程，應(yīng)當(dāng)利用設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注方式（本文利用模仁頂針及排氣等豎直標(biāo)注方式，保障布局的合理性）。據(jù)模仁中孔特性，對(duì)尺寸標(biāo)注進(jìn)行合理劃分，根據(jù)尺寸元素進(jìn)行位置排序，從而開展增量布局。

2.3.1標(biāo)注區(qū)域以模仁中心線作為基礎(chǔ)，將視圖劃分為4個(gè)區(qū)域，根據(jù)孔中心坐標(biāo)將孔保存于不同區(qū)域的數(shù)組中，根據(jù)不同區(qū)域點(diǎn)對(duì)象在坐標(biāo)系中進(jìn)行X至Y軸的排序，從而得到8個(gè)數(shù)組，實(shí)現(xiàn)標(biāo)注。每個(gè)數(shù)組具有不同的點(diǎn)信息，根據(jù)標(biāo)注規(guī)則，每個(gè)尺寸值需要放置于各自對(duì)應(yīng)區(qū)域。若Points為中心點(diǎn)，第一個(gè)區(qū)域?yàn)関ec1，在坐標(biāo)系表示為vec1X、vec1Y，第二個(gè)區(qū)域?yàn)関ec2，坐標(biāo)系vec2X、vec2Y，第三個(gè)區(qū)域及第四個(gè)區(qū)域以此類推。

2.3.2標(biāo)注合理分布方式點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行合理規(guī)劃后，對(duì)尺寸進(jìn)行劃分。以標(biāo)注第四象限坐標(biāo)作為案例，程序可實(shí)現(xiàn)第四區(qū)域點(diǎn)對(duì)象獲取。數(shù)組中第一點(diǎn)便是距離Y最近的孔中心。程序需對(duì)Y軸與第一個(gè)點(diǎn)距離進(jìn)行計(jì)算，若距離在1.2倍以上，將尺寸標(biāo)注在該點(diǎn)X交叉位置。若距離在1.2以下，需要在右方向偏移一段距離做好標(biāo)注。通過此方式可對(duì)其他區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，從而獲得點(diǎn)對(duì)對(duì)象位置。

2.4特征識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)

零件特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)識(shí)別，能夠獲得UG相關(guān)參數(shù)，并建立屬性相鄰圖，使模型加工更加方便，明確相鄰面過渡關(guān)系，產(chǎn)生零件特征圖庫。利用特征相鄰圖可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，分析出相關(guān)加工工藝屬性鄰接圖為根據(jù)圖的特征識(shí)別方法，能夠利用B-Rep表示。UG三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)為采取將圖作為核心的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，在B-Rep三維模型中，將邊界作為幾何定義，利用這種方式記錄完整的幾何結(jié)構(gòu)。利用B-Rep模型信息，建立屬性鄰接圖，圖的節(jié)點(diǎn)與三維面對(duì)應(yīng)，面的屬性作為鄰接點(diǎn)屬性。在UG二次開發(fā)中，模型B-Rep信息能夠通過UG/OpenAPI函數(shù)UFBREPasktopology0獲取，從而將層次關(guān)系輸出。

2.5工程圖自動(dòng)生成

工程圖在開發(fā)過程中，可實(shí)現(xiàn)零件自行標(biāo)準(zhǔn)，其中涵蓋模仁類及鑲針類、斜導(dǎo)柱、推桿類。UG二次開發(fā)工具可實(shí)現(xiàn)對(duì)使用菜單的開發(fā)，用戶可根據(jù)需要的零件形狀，在軟件中點(diǎn)擊自動(dòng)生成按鈕。比如模仁工程開發(fā)界面，使用者可根據(jù)所需的形狀，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，將工程圖生成完畢，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)注，模仁主視圖標(biāo)注結(jié)果會(huì)顯現(xiàn)，其他視圖也是如此。

3實(shí)例分析

實(shí)例利用UG8.5平臺(tái)對(duì)工程圖進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注。此系統(tǒng)界面中含有相關(guān)功能選項(xiàng)。比如生成成板圖紙、刪除多余線段、生成定位尺寸標(biāo)注、直徑標(biāo)注、左視圖尺寸標(biāo)注等。通過此界面生成人機(jī)交互功能按鈕，對(duì)零件特征進(jìn)行分析，通過分析后獲得零件不同位置特征信息，將與之匹配的工程圖紙模板導(dǎo)入，生成工程文件。利用軟件自動(dòng)標(biāo)注系統(tǒng)對(duì)工程圖不同位置進(jìn)行標(biāo)注，從而獲得左視圖標(biāo)注，對(duì)零件形狀精度進(jìn)行標(biāo)注，比如加工基準(zhǔn)A面及加工基準(zhǔn)A面的平行度要求為0.02mm、垂直度為0.02mm、平面度為0.015mm。零件尺寸精度方面，板面厚度為20mm，誤差控制在0～-0.05mm[5]。對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注，比如A基面一側(cè)為進(jìn)料端注解信息。定形及定位尺寸需要做好標(biāo)注，M10mm螺紋孔與A面距離為10mm。采取鄰接圖標(biāo)注方式，使零件進(jìn)行有效標(biāo)注，據(jù)參數(shù)建立異形模型庫，使工程圖中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理開發(fā)。此工程圖能夠?qū)⒓庸?shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別，并生成符合需求的工程圖，設(shè)計(jì)人員在工作過程中。需要花費(fèi)的精力減少，并進(jìn)一步提升了工作效率。相關(guān)廠家實(shí)踐后，此系統(tǒng)工程尺寸及公差文字關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，無需過多修改，能夠減少近80%工作量，具有實(shí)際價(jià)值。

4結(jié)語

本文將模仁零件作為研究對(duì)象，實(shí)現(xiàn)工程尺寸自動(dòng)標(biāo)注流程，提出相關(guān)標(biāo)注方法，從而使工程尺寸標(biāo)注合理。并利用模具實(shí)例檢驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得良好效果。該方法能夠使企業(yè)效益提升，減少人工操作量，解決工程圖尺寸自動(dòng)標(biāo)注技術(shù)性難題，使UG工程圖模塊生成率提升，產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度得到提高，滿足企業(yè)發(fā)展需求。

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作者：梁矗軍 單位：無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院