三维工程化应用复杂装配连接设计和管理解决方案

admin

企业产品三维工程化应用中，诸如铁路机车、飞机和汽车等复杂产品装配过程中经常会遇到大量的紧固件，需要定义其类型、位置、规格、采购和安装要求，数量多达数万到数百万。在传统的二维管理下，很容易处理，但三维工作量大，装配繁琐，而且造成模型巨大，打开存在性能问题。

基于NX和CATIA等CAD集成解决方案-Syncrofit，为复杂装配连接设计和制造过程提供了一种基于模型的并行方法，允许用户有效地响应部件和组装相互依赖的复杂，并通过与Teamcenter的集成，实现在平台中形成完整的产品三维结构和全模型可视化，并延伸到后续工艺规划和下游制造执行中。

本文拟从产品设计、数据管理、变更以及工艺和制造角度进行讨论。

复杂装配连接设计和管理总体方案

复杂装配连接设计和管理方案，支持的整个流程从组装中的“连接（Joints）”定义开始。这有助于设计工程师通过关键结构和荷载路径组织设计。设计工程师通过使用智能的、规则驱动的自动化布置紧固模式（fastening patterns）定义连接细节（Joining details），包括如铆接、焊点、孔等，并通过设计规则验证，这一过程持续进行，确保孔安装位置的正确性。

接下来在设计评审发布前，通过可视化紧固件和孔，确保空间要求和其他技术要求。通过与Teamcenter接口，将紧固件一键发布，管理基线数据。经流程发布后，在Teamcenter Manufacturing环境下在BOP中分配物料到工序，可以基于企业业务规则实现自动或手动分配。

Syncrofit能力概述

Syncrofit可用于处理复杂产品装配连接设计的功能，可以在总成定义、设计规则验证、紧固件/孔可视化以及文档发布的整个迭代过程中，直观地对紧固件管理设计数据进行编辑。与其相关的三维CAD几何体一并直接存入到整体模型中，从而完成三维产品定义。

Syncrofit提供了强大的能力以实现繁琐的设计任务自动化。包括:

• 创建紧固件图样
• 为紧固件位置指定完整的孔、密封胶和安装要求
• 计算紧固件的有效长度
• 验证边距、倾斜度、埋头深度和紧固件棱角等设计规则
• 加载和定位紧固件模型并创建孔特征
• 生成基于模型的定义格式
• 为紧固件和相关硬件创建物料清单 (BOM)
  
  

主要场景

1. 利用Syncrofit实现紧固件设计

利用Syncrofit来定义紧固件位置，计算堆叠以找到每个位置正确尺寸的紧固件，执行设计规则检查以确保设计符合公司标准，在部件上创建孔并加载硬件组件以可视化紧固件。定义Joints（在Teamcenter中也会产生对应的数据类型），针对组件中紧固件的位置点，选择合适紧固件规格，根据预设值的规则，系统自动给安装的紧固件赋ID，这大大减少了设计师工作量。

根据预先设置的紧固件安装验证规则，例如验证边距是否符合要求，系统自动为这些紧固件进行验证，绿色（In specification）表示通过，红色(Above Specification)表示高于规格。

修改合适的紧固件后，执行自动创建所有孔和安装紧固件，在CAD环境下可视化这些对象，当然也很容易地通过点击移除孔和紧固件按钮来移除。

2. 紧固件一键发布到Teamcenter

在Syncrofit中针对连接好的紧固件，系统默认从NX中可以看出是引用关系（Reference），这样在PLM中BOM清单会有问题，可以继续使用Syncrofit从CAD组装中删除这些紧固件，因为其可以使用新的数据模型发布到Teamcenter，而无需加载到组装中。当然它们也可以作为参考加载，只是为了在NX中显示。利用单独的一键发布功能将紧固件发布到Teamcenter。如下图所示。

在Teamcenter环境中产生了一个新对象Fastener，其下安装了紧固件。如下图所示，

如果我们在NX中查看CAD结构，这些紧固件没有加载到CAD组装中，所以不需要将其作为CAD装配的元素存在，在Teamcenter中可视化它们。这对性能来说是一个巨大的好处，因为紧固件不必加载到NX中。正如前面提到的，仍然可以将紧固件加载到NX中以实现可视化，只是作为参考引用组件。

3. 在工艺规划器中分配物料

在装配工艺规划时，需要将紧固件投料到工艺，此时，如果在设计端定义了功能码和位置码，分配物料时可以根据规则自动投料；反之，可以利用系统结构搜索（Structure Search）搜索紧固件规格物料。与传统上手动、耗时且容易出错的方式选择紧固件相比，这种检查装配和查找紧固件的能力为客户提供了便利性。

当物料分配到BOP后，通过责信度检查，确保所有的物料，包括可能遗漏的紧固件，都已经全部分配。因为大量的紧固件，不可避免地会有错误，这些错误可以在到达车间之前发现。

总结

以上从几个方面简要地介绍了在三维工程化应用中，针对复杂装配连接落地的一种解决方案。该方案将装配设计、BOM与可视化、装配BOP、变更管理以及仿真验证等能力整合，以全新的方式将设计和制造结合在一起，从而创建了一种统一的复杂结构装配开发方法，有助于推动客户研发和工艺制造创新。