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PLM系統的輪胎圖紙管理解決方案

【導讀】
利用三維CAD軟件建立輪胎部件口型圖規范的參數化模板,通過PLM系統與三維CAD軟件的集成開發功能. 實現對輪胎部件口型圖模板的調用和口型設計參數的規范管理。借助PLM系統強大的數
利用三維CAD軟件建立輪胎部件口型圖規范的參數化模板,通過PLM系統與三維CAD軟件的集成開發功能.實現對輪胎部件口型圖模板的調用和口型設計參數的規范管理。借助PLM系統強大的數據庫管理及規范的版本管理規則,為工程師開發新的輪胎部件口型及調整口型參數提供便利的方法,可以實現輪胎部件口型圖的數字化管理。


概述 
產品生命周期管理(以下簡稱PLM)系統已經成為現代生產企業從產品研發到生產管控的一套重要系統,貫穿了從產品研發到生產的各個環節,是其他信息系統(MES和ERP等)基礎數據的源頭。
 
輪胎行業PLM系統需要管理大量的生產口型數據。傳統的輪胎口型圖主要用二維CAD軟件進行設計,該方法的優點是軟件容易操作,出圖快捷,但隨著企業數字化工作不斷推進,其缺點也逐漸顯現出來,主要有:
 
(1)口型圖特征沒有進行參數化,如胎面口型肩寬、總寬度、厚度等參數是施工設計的參考點,在大量的口型圖中尋找這些參數需要花費大量的時間,同時,線下的口型圖版本管理不夠嚴謹,常會造成現場生產的口型圖版本更新不及時;
 
(2)在PLM系統中,由于沒有口型相關的參數,PLM系統中的輪胎口型圖管理只能作為圖形參考,難以滿足口型篩選和優化的要求,沒有發揮PLM系統數據管理的功能;
 
(3)不能及時進行輪胎口型數據篩查,容易出現相近口型的重復設計及加工,增加生產成本及管理成本。本工作制定和優化了輪胎部件口型圖的設計規范,探討了利用PLM系統和三維CAD軟件的集成開發,可以實現輪胎部件口型圖在PLM系統的在線開發及管理,為輪胎口型圖的設計開發提供一種便利可行的途徑。
 
 
1輪胎口型圖繪制程序開發過程
1.1開發路線
為了解決PLM系統對輪胎口型數據在線設計及管理的問題,提出了基于PLM系統和三維CAD軟件的輪胎口型圖設計思路(見圖1),以實現輪胎口型圖的參數化管理及在線設計功能。
輪胎口型圖設計思路
圖1 輪胎口型圖設計思路
 
此方案實施主要實現以下功能的開發:
(1)參數化模板開發。通過三維CAD軟件的參數化設計功能,完成參數化的輪胎口型設計模板開發;
(2)開發PLM系統和三維CAD軟件的數據集成接口,PLM系統中的輪胎口型參數信息可以通過接口傳輸到三維CAD軟件中;
(3)調用三維CAD軟件的二次開發功能,根據PLM系統傳輸過來的數據,選擇相應的模板調用,把寬度、厚度和定位參數寫入模板中,驅動模板更新;
(4)利用三維CAD軟件的二次開發功能對生成的模型各面積進行計算,并回傳到PLM系統中進行保存;
(5)通過PLM系統的數據管理及查詢功能,可以方便地對輪胎口型圖及數據進行修改和版本升級等操作。
 

1.2輪胎口型圖模板開發
模板開發是三維CAD軟件中參數化設計的一個重要功能,參數化模板開發就是實現輪胎口型設計標準化的一個過程。輪胎口型圖要實現參數化模板開發,首先要做的就是制定模板的設計規范,包括制圖的規范邏輯、參數定義、參數名稱定義、約束關系等。
 

1.2.1輪胎口型圖規范邏輯制定
輪胎需要用口型進行擠出加工的部件主要有胎面、三角膠、墊膠及支撐膠等。圖2示出了2個三角膠口型圖的差異對比。
三角膠口型圖差異對比
圖2 三角膠口型圖差異對比
 
從圖2可以發現,相同類型的口型存在以下規律。
(1)輪胎口型的控制點均由寬度控制,可以通過三維CAD軟件的參數化約束功能實現。因此,在模板設計中主要根據長度參數和對應位置的參數約束來確定口型的最終形狀。
(2)相同類型口型最大的差異是寬度和百度的控制點數量不同。在模板設計時,采用最大的寬度控制點數量進行設計,如將三角膠口型模板的最大寬度控制點定為10個。通過三維CAD軟件的二次開發,在模板調用過程中對寬度和厚度參數數量進行判斷,刪除多余的線條和標注,避免模板報錯。
 

1.2.2輪胎口型圖模板設計規范
規范需要開發的輪胎口型圖模板,針對每種模板進行分類和單獨開發,如三角膠口型模板、胎側口型模板、胎面口型模板等。
(1)參數定義及參數名稱規范命名。參數規范命名提高了模板設計的規范性,也為后續的維護更新提供了依據,可以減少后續模板新增/調整的工作量,同時使二次開發的程序兼容性更高,避免因名稱不一致導致的模板調用報錯。應用規范名稱開發的三角膠口型模板如圖3所示,其中W和G分別為寬度和厚度參數,width為總寬度。寬度參數為G1,G2…G10,便于后續模板維護人員跟進。
應用規范名稱開發的三角膠口型模板
圖3 應用規范名稱開發的三角膠口型模板
 
(2)面積計算。封閉區域的面積計算是三維CAD軟件的常用功能,通過調用面積計算的API接口可以快速獲取輪胎口型圖封閉區域的面積。在完成口型圖生成及更新后,程序調用面積計算API接口,可以快速準確地獲取口型圖的面積數據,并回傳PLM系統進行保存。
 
(3)模板測試。對開發完成的模板,輸入輪胎口型參數,圖3所示的三角膠口型模板更新結果見圖4,基本滿足模板開發需求,同時輸出口型面積為122.75mm2。
 

2PLM系統集成
模板開發完成后,需要進行PLM系統集成。PLM系統支持主流的CAD設計軟件的數據格式,能對模型進行簽人/簽出及圖形數據文件的保存和預覽操作。通過對PLM系統和三維CAD軟件集成接口的二次開發,可以實現對三維CAD軟件的集成,雞翅三維CAD軟件調取對應設計模板進行更新及數據回傳。
 

2.1輪胎口型數據的管理
PLM系統通過建立輪胎口型的Item對象來實現口型數據管理。在PLM系統中,對于每一個Item對象采用版本管理方式,方便對口型圖數據的歷史進行追溯。輪胎口型參數數據通過對Item對象建立對應的分類屬性進行管理,如面積數據(A)、寬度數據(W1-W10)和厚度數據(G1-G10)等。通過分類管理對相同類型的Item對象數據,可以實現數據的管理及查找功能。
 

2.2輪胎口型圖版本的管理
通過Item零組件進行輪胎口型圖數據管理,其參數數據被保存到ItemRevision中,通過對Item對象進行版本升級操作,可以實現輪胎口型數據的版本管理。輪胎口型圖對應的部件與口型數據之間通過關系屬性進行關聯,通過選擇最新的口型圖版本,可以實現輪胎口型圖和部件的更新操作。
 

2.3輪胎口型模板的調用及數據回傳
通過PLM系統與三維CAD軟件的集成開發,驅動三維CAD軟件調用對應的輪胎口型圖模板,更新口型圖和口型面積計算數據,最終通過集成街道口回傳數據到PLM系統?;貍鞯拿娣e數據保存到Item對象分類庫中,回傳的模板文件和圖片以數據集格式保存到Item對象的關系文件夾中,最終實現輪胎口型圖和口型面積和更新。
 

3結語
通過PLM系統與三維CAD軟件的集成開發,可形成友好的工作界面,完成輪胎口型圖在PLM系統中在在線設計,實現輪胎口型圖的規范化設計和數據的規范、精確管理。


  • 2021-07-07 13:53
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