導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇非標設計自動化，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1　引言

所謂裝配就是將各種零部件或總成件，按規(guī)定的技術條件和質量要求連接組合成完整產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，也可稱為使各種零部件或總成件具有規(guī)定的相互位置關系的工藝過程?？梢哉f，裝配工藝在制造行業(yè)的應用是十分普遍的。近年來，隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展和新技術、新工藝、新材料的廣泛應用，高質量、高性能的裝配設備也逐漸得到應用，而自動化裝配設備就是在這樣的形勢下出現(xiàn)的。自動化裝配設備具有性能穩(wěn)定、所需人工少、生產(chǎn)效率高、單件產(chǎn)品的制造成本大幅降低、占用場地最少等優(yōu)越性。下面就非標準自動化裝配的設計進行研究，以確保設備能發(fā)揮其應用的作用。

2　非標自動化裝配設備設計研究

只有通過合理而科學的設計，確保設備的可靠性，我們才能更好地應用非標準自動化裝配設備。為此，主要從以下幾個方面入手。

2.1　產(chǎn)品的裝配工藝設計

為了實現(xiàn)產(chǎn)品的裝配質量要求，必須首先分析產(chǎn)品裝配過程中每一工藝環(huán)節(jié)的技術要求，編制和設計合理的產(chǎn)品裝配工藝，這直接決定了最終實現(xiàn)每一裝配工序的機械裝置結構和功能，機械系統(tǒng)的動作順序。沒有對產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求和裝配要求進行深入研究，會導致最終設計出的自動化裝配設備出現(xiàn)不易改進的弊端，甚至直接導致不易克服的產(chǎn)品質量問題。同時，裝配工藝也直接影響裝配設備的總體功能實現(xiàn)方式、結構布局、控制和檢測方式等。自動化裝配工藝一般包括五個部分。

2.1.1　裝配工序

裝配工序分為安裝工序和固定工序，安裝工序是指在自動裝配設備的專用工位上進行裝配零部件的預備聯(lián)接。通常固定工序在安裝工序之后，也可以把安裝和固定放在一個工位上進行。根據(jù)裝配任務的復雜程度，一個裝配過程具有多個裝配工序，裝配工序的合理分析是進行工藝設計的重要內(nèi)容。

2.1.2　檢測工序

檢測工序包括對裝配零部件的檢驗、檢查和測試等，檢測工序一方面保證裝配質量，如裝入零件是否有缺陷、裝入零件方向位置是否準確、裝入后的尺寸精度、密封質量、裝配質量等，另一方面在裝配過程中對各種故障進行處理。

2.1.3　調(diào)整工序

調(diào)整工序是對裝配工序后具有安裝偏差的零部件位置的糾正。

2.1.4　輔助工序

輔助工序包括對裝配件的清潔、打標記、分選等環(huán)節(jié)。

2.1.5　機械加工工序

在某些自動裝配設備上，在對零部件安裝和固定的過程中，還對一個或幾個特定零件進行機械加工。

產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配工藝往往不是唯一的，符合產(chǎn)品性能要求的生產(chǎn)工藝很多，對可行的裝配工藝進行分析比較，結合功能實現(xiàn)的難易程度和品質差異，選擇最優(yōu)的產(chǎn)品裝配工藝。

2.2　設備的功能分解和功能設計

產(chǎn)品的裝配工藝確定后，如何實現(xiàn)每一裝配工藝環(huán)節(jié)，需要結合裝配工藝進行功能分析，將自動化裝配設備的總功能分解為分功能或功能單元，自動化裝配設備是一個集合機械、電子、信息等技術的機電一體化系統(tǒng)，其所分解得到的功能單元不僅包括了對應于各裝配工藝環(huán)節(jié)的子功能，也包括了檢測、控制、輔助、動力驅動、傳動等其他功能。

功能分解可以簡化自動化裝配設備的設計難度，有利于找到最優(yōu)的功能實現(xiàn)方式。

設備總功能的實現(xiàn)需要各功能單元的協(xié)同工作，進行設備功能設計就是尋求功能單元解的過程，也是將功能單元具體化、結構化的過程，解決功能單元解的可行性，要通過“功能效應作用原理”的求解過程，尋求功能單元實現(xiàn)的機械結構、裝置或物理效應。最后，對所有功能單元的解進行綜合、集成和系統(tǒng)化，實現(xiàn)各功能單元解之間的匹配和協(xié)同，從而得到一個系統(tǒng)化的功能解。

裝配設備的功能分解、求解過程和裝配工藝的設計過程是一個相輔相成，互相促進的過程，以產(chǎn)品裝配工藝流程為主線，結合產(chǎn)品的性能要求，對功能求解過程進行檢查和優(yōu)化，大膽提出新的工藝方法，可以進一步優(yōu)化裝配設備的功能。

2.3　設備的結構布局設計

裝配性生產(chǎn)設備按照自動化程度可以分為半自動裝配機、全自動裝配機、自動化裝配線。設備的結構布局一般可以分為轉盤型布局設計、環(huán)線型布局設計和直線型布局設計。

如何選擇合適的設備結構布局，需要考慮具體的生產(chǎn)實際，按照裝配工藝的復雜程度和裝配設備的使用需要進行分析。

轉盤型布局具有結構緊湊，占地面積小，操作方便等特點，適合于裝配工藝簡單，單機生產(chǎn)，產(chǎn)品大小適中的裝配環(huán)境。但由于所有的裝配單元都圍繞轉盤來布局，使得轉盤型裝配機具有實現(xiàn)機構復雜，且不宜改進和進行柔性化生產(chǎn)的缺陷。

如圖1所示的環(huán)線型布局適合于裝配工藝復雜程度適中的裝配環(huán)境，并可以最大限度地節(jié)省使用場地，環(huán)線型布局增大了產(chǎn)品在裝配線上的裝配空間，因此可以按照裝配要求的改變增減裝配的功能單元，使裝配設備具有柔性化。

圖1　環(huán)線型布局

直線型布局主要使用于大、中型的自動化生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線，不但可以完成產(chǎn)品加工制造后期的各種裝配、檢測、標識、包裝等，也可以集合產(chǎn)品的加工制造、裝配、檢測于一體，完成成品的全自動化生產(chǎn)和裝配過程。它適用于裝配工序多，產(chǎn)品設計成熟，市場需求巨大的產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配。直線型布局占用場地較大，有足夠的空間布局各裝配單元的實現(xiàn)機構和裝置，可以簡化裝配機構，并易于增減和改進裝配的功能單元，但由于整個生產(chǎn)線較為復雜，對生產(chǎn)線上各裝配單元的控制和協(xié)同，生產(chǎn)節(jié)拍和效率提出較高要求。

2.4　自動化機構系統(tǒng)設計

自動化機構系統(tǒng)設計是按照設定的裝配工藝和組成功能單元的原理解，針對組成裝配工藝的每個工序模塊或功能單元，分別構建完整的機構，然后按照整體裝配工藝和功能實現(xiàn)要求進行組合聯(lián)接，構建出能實現(xiàn)整個裝配過程的機構系統(tǒng)。一個自動化裝配設備一般包括如下幾個機構單元。

2.4.1　供料單元

供料單元是自動化裝配設備的重要組成部分，從裝配單機的上料機構到大型裝配生產(chǎn)線的物料輸送系統(tǒng)，供料單元是自動裝配設備具有高效率的先決條件。供料機構單元必須保證各種裝配零件能在準確的位置、時間和空間狀態(tài)，從行列中分離并移置到相應的裝配工位上。供料單元的檢測的可靠性是影響自動裝配過程故障率的主要因素。

2.4.2　裝配主體機架單元

裝配主體機架單元是指可完成裝配主件輸送功能的主體部分，它包括自動輸送機構，實現(xiàn)裝配主件的多工位同步或異步傳遞、夾取、裝配和檢測，還包括配置齊全的液、氣壓管路及電氣配線裝置，而且具有驅動某些裝配單元的裝配工作頭的主動軸。

為了實現(xiàn)裝配主件在輸送過程中實現(xiàn)同步裝配，需要選擇和設計精確的機械分度控制裝置，以保證每個裝配單元的工裝夾具與輸送動作準確吻合。裝配主體機架上一般應間隔排列裝配工位和檢測工位，以在上次裝配工序完成后在下道檢測工位上檢測有無工件和裝配位置是否正確，各裝配工位和檢測工位之間進行智能化控制，以保證發(fā)生錯誤時自動停機，以消除連續(xù)的誤裝配，避免生產(chǎn)浪費。

2.4.3　自動化裝配單元

自動化裝配單元布置在裝配主體機架上，對應于各裝配工位的裝配功能，自動化裝配單元可以由機構、液氣壓、電機拖動所構成，和裝配主體機架相配合完成特定裝配動作。

機械手或工業(yè)機器人可以在一次動作循環(huán)中完成各種動作，可以作為布置在主體機架上的裝配單元進行復雜部件的裝配。使用機械手可以簡化裝配主體機架的復雜程度，提高裝配的可靠性。

2.4.4　分撿單元

為保證最終裝配成品的合格率，在裝配自動化機構系統(tǒng)的設計中，要充分考慮和布置適當?shù)姆诌x換向機構，對各道裝配工序中產(chǎn)生的次品按照要求進行分檢和分流。分檢單元不但可以提高裝配的成品合格率，而且可以有效保證裝配錯誤的半成品避免進入下面的裝配工序，減小因裝配和檢測故障造成的停機，大大提高裝配生產(chǎn)效率。

2.5　自動化控制系統(tǒng)的選擇

整個裝配設備的機構系統(tǒng)設計完成后，需要考慮采用何種控制系統(tǒng)來實現(xiàn)整機的自動化控制。對簡單的控制任務較少的自動化裝配設備，采用單片機控制系統(tǒng)具有成本低等優(yōu)點。

3　結語

篇2

0 緒言

自動化設備的應用幫助企業(yè)提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，也節(jié)約了企業(yè)的人力勞動人本，促進了企業(yè)從粗曠型向技術集約型的轉變。然而，一些生產(chǎn)部門由于各種原因無法使用標準化自動化設備，為滿足這些生產(chǎn)部門的需求，非標自動化設備開始得到應用。所謂非標自動化設備是指國家對設備沒有明確的標準，設備按照實際的生產(chǎn)用途設計并制造。目前，非標自動化設備應用廣泛，已經(jīng)成為工業(yè)自動化發(fā)展中的重要助力。

1 PLC控制器的特點介紹

PLC及相關設備的設計原則應滿足“與工業(yè)控制系統(tǒng)為一個整體、方便功能擴展”，所有的電氣控制系統(tǒng)的實現(xiàn)都是根據(jù)工藝要求，最終提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應滿足被控對象的基本要求，并對實際工作現(xiàn)場進行研究、收集資料，并實現(xiàn)設計人員與操作人員的密切配合，共同擬定可操作方案，對可能潛在的問題進行共同分析、共同解決。并在滿足各方控制要求的前提下，考慮控制系統(tǒng)的簡單性與經(jīng)濟性，方便后期的使用及維修，并確保電氣控制的安全性、穩(wěn)定性。

2 非標自動化設備特點介紹

非標自動化設備設計和生產(chǎn)的主要目的是滿足不能使用標準自動化設備的生產(chǎn)部門的生產(chǎn)需求，提高這些生產(chǎn)部門的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，更提高這些生產(chǎn)部門的生產(chǎn)安全性。與普通的機械自動化設備相比而言，在實際生產(chǎn)應用中，非標自動化設備有零件毛坯精度低且加工余量大的特點。當非標自動化設備應用到機床加工中時，還有生產(chǎn)效率較低的特點。非標自動化設備一般使用萬能量具、通用的刀具、夾具以及一些方法技巧來達到一些產(chǎn)品要求的精度。

非標自動化設備十分注重設計的標準化、模塊化以及簡約化，在一定程度上來說，非標自動化設備屬于定制型產(chǎn)品設備。通常，非標自動化設備均使用Auto CAD、Solidworks、Pro/E等三維設計軟件來完成產(chǎn)品設計，可對零部件的體積、重量、重心位置等物理量進行量化生成，為后續(xù)的設計和加工提供可靠的數(shù)據(jù)支持。非標自動化設備根據(jù)三維的數(shù)字模型通過計算機自動生成二維結構圖，一方面保證繪圖的質量和效率，另一方面也保證二維結構圖的尺寸準確。

3 非標自動化設備創(chuàng)新設計探究

機械行業(yè)的發(fā)展無法像電子行業(yè)那么迅速，其中一個原因是，電子行業(yè)可以通過信息技術的提升而快速發(fā)展，機械行業(yè)的發(fā)展離不開機械原理的應用以及機械材料的提升。機械行業(yè)想要得到發(fā)展需要依靠工業(yè)電氣化的輔助，將機械與電氣、液壓、氣動進行有效地結合，加上新型材料的開發(fā)與應用，能給機械行業(yè)帶來新的發(fā)展。

3.1 提高非標自動化設備設計人員的業(yè)務水平

非標自動化設備是根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求來設計制造的，屬于一種定制型生產(chǎn)設備；就是說在機械設備市場上，現(xiàn)有的設備無法達到企業(yè)生產(chǎn)使用時，就需要定制生產(chǎn)相應的設備。非標自動化設備沒有標準的模版，需要依據(jù)生產(chǎn)場所和產(chǎn)品特性來進行獨立設計。因此，設計非標自動化設備時，設計人員的業(yè)務水平非常關鍵。提升設計人員的業(yè)務水平，既能提高企業(yè)的滿意度，也能提升設備的質量。設計人員根據(jù)自身的工作經(jīng)驗，結合專業(yè)知識，對非標自動化設備進行設計和細節(jié)優(yōu)化，，并在設計過程中全場跟進，避免出現(xiàn)設計環(huán)節(jié)的疏忽，進而影響非標自動化設備的使用效率。

3.2 使用Solidworks進行非標自動化設備的模塊化設計

通過使用積木式設計方法，可以減少非標自動化設備的設計工作量，提高設備可靠性并降低設備生產(chǎn)制造成本。使用Solidworks對非標自動化設備進行設計，可以縮短設計的周期，降低設計工作的難度。如果企業(yè)對設備設計不滿意或者出現(xiàn)設計失誤，Solidworks技術也容易進行修圖、改圖。在設計非標自動化設備時，常常會反復使用諸如螺絲、軸等元件，通過使用Solidworks建立零部件庫可以直接取用這些零部件，提高了設計工作的效率。而Solidworks的使用還能方便對設計圖紙的存儲以及完成各種視覺角度、效果的圖紙輸出。

3.3 提升和優(yōu)化非標自動化設備設計使用的材料

為保障設備的功能使用，在非標自動化設備設計中要重視提升設備使用的平衡性和協(xié)調(diào)性，選擇優(yōu)質材料，避免在設計中出現(xiàn)木桶效應。此外，非標自動化設備設計中也要考慮到材料成本問題。首先要選擇能夠保證設備在預定使用壽命內(nèi)可以正常運作的重要零件，部分零件在允許范圍內(nèi)要能夠保障設備的日常生產(chǎn)應用，其次要盡可能地降低零件的成本，多采用市場上常見的標準化零件，提升非標自動化設備的通用性。選擇零部件時，要考慮零件的抗震動、沖擊、耐高溫、低溫、高速、高負荷性能。在條件允許的情況下，要努力提高零件的生產(chǎn)工藝，節(jié)約零件加工成本，使實際使用的非標自動化設備能夠更經(jīng)濟實用，節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本，進而提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

3.4 提高設計的耐用性和易操作性

非標自動化設備的設計要緊貼生產(chǎn)需求，考慮到企業(yè)工人的使用、操作習慣，提升非標自動化設備的接受度、耐用性與易操作性。好的設計需要延續(xù)到后續(xù)的使用和維護上。因此，非標自動化設備設計時要重視設備在實際使用時的效果和一些可能出現(xiàn)的操作問題，開闊設計思路，設計易懂、易操作的操作潔面，提升使用工人和設備之間的交互性，避免出現(xiàn)設備設計完就被企業(yè)淘汰的尷尬情況，企業(yè)員工能夠快速接受、使用非標自動化設備才能夠提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。此外，設計人員要編寫詳細的設備使用手冊，幫助企業(yè)工人根據(jù)設備使用手冊快速地熟悉設備的操作流程。

3.5 整合設備的設計思路

當設計人員完成企業(yè)定制的非標自動化設備設計的初稿時，需要對設計稿進行優(yōu)化，優(yōu)化現(xiàn)有設計中設備所具有的功能以及其他的附加功能，綜合考慮設備的應用需求，使設計的非標自動化設備具備更多的設備應用優(yōu)勢，進而提升設備在機械行業(yè)中實際生產(chǎn)應用的廣泛性、可靠性、安全性，充分滿足企業(yè)對非標自動化設備的要求。

4 總結

基于非標自動化設備精度低、加工余量大、生產(chǎn)效率低的特點，要滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求，就必須對非標自動化設備進行創(chuàng)新設計。非標自動化設備的創(chuàng)新設計需要提升設計人員的業(yè)務水平，重視設備材料的選擇和優(yōu)化，利用Solidworks技術，整合設計思路，設計出能夠提升企業(yè)經(jīng)濟效益的非標自動化設備。

參考文獻

篇3

引言

在非標自動化設備研發(fā)工作中，通過關鍵鏈技術的有效運用，在項目整體管理工作效果上非常明顯。通過關鍵鏈技術的合理運用，實現(xiàn)了對項目開發(fā)資源的合理配置與使用，有效控制了項目開展的時間、工藝流程等各方面質量，最大限度縮短了非標自動化項目的研發(fā)周期，提高了項目研發(fā)工作效率，實現(xiàn)了項目單位良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1對于研發(fā)項目進度掌控運用關鍵鏈技術的必要性

（1）妥善控制研發(fā)項目的整體進度。關鍵鏈技術本身是基于網(wǎng)絡分析的視角，可以達到控制整個項目過程的目的。同時，通過實現(xiàn)研發(fā)項目的集成監(jiān)控方法，可以靈活調(diào)整研發(fā)項目的當前進度，關鍵是有序調(diào)整當前的項目進度。因此，從控制項目進度的角度來看，關鍵鏈技術可以通過估計持續(xù)活動時間來構建研發(fā)進度模型，同時，它還考慮了一些具有很強不確定性的特殊項目過程，并準確計算出一些關鍵路徑。通過設置必要的時間緩沖，我們應該能夠全面地控制研發(fā)進度，避免一些不確定因素造成相應的項目影響。

（2）運用項目網(wǎng)絡圖來簡化進度掌控的過程。該項目組網(wǎng)方案構成了關鍵技術的核心和核心意義，因為項目概況允許對工程進度進行全面控制，同時旨在簡化研發(fā)過程。當選擇一種用于靈活控制過程的關鍵排放方法時，必須根據(jù)TOC約束程序的基本原則，將重點放在其中許多未確定的項目過程對象上。在此基礎上，可以通過關鍵路徑充分計算對某些特殊作業(yè)的工程進度影響。通常，研發(fā)項目的現(xiàn)有資源有限，因此需要靈活掌握關鍵環(huán)節(jié)，最終對項目過程進行全面控制。

2非標自動化設備研發(fā)項目進度管理中存在的問題分析

（1）項目進度計劃的科學合理性不足。非標自動化設備在研發(fā)工作中涉及的工作層面相對較高，其中相關研發(fā)工作人員必須要保證整個項目的研發(fā)力度，同時對項目計劃進行有效編制。但是現(xiàn)階段，很多工作單位在整個項目進度管理工作中，工作人員單純憑借自身工作經(jīng)驗進行操控。整個項目進度管理工作表現(xiàn)出過于簡單化和隨意性，造成非標自動化設備的研發(fā)工作項目存在諸多缺陷，整體科學性明顯不足。沒有有效考慮相關工作人員的工作能力以及綜合素養(yǎng)，對整個非標自動化設備的研發(fā)工作進度形成嚴重制約。

（2）缺乏對不確定性因素的防治對策。在非標準自動化設備研發(fā)工作中，相關工作人員需要對整個項目實施進度進行有效管理，項目施工人員必須要充分考慮項目實施過程中存在的問題，其中包含自然災害、設備故障以及供應廠商變動等相關影響因素。在項目開展過程中，也可能會對出現(xiàn)的“墨菲定律”或“學生綜合征”，缺少科學合理分析，造成整個非標自動化項目的開展進度出現(xiàn)落后，無法保證整個研發(fā)工作項目的順利開展[2]。

3非標自動化設備研發(fā)項目進度管理中的關鍵鏈技術應用分析

（1）關鍵鏈技術的應用優(yōu)勢。關鍵鏈技術考慮并分析了非標自動化設備開發(fā)項目進度管理中的影響因素，包括引入約束理論（TOC），優(yōu)化項目資源配置和協(xié)調(diào)，避免因資源制約或沖突而造成項目延誤的風險，利用緩沖機制、監(jiān)測機制避免項目進度管理失控。同時，關鍵技術（CCPM）允許從系統(tǒng)的角度分析和思考問題，有效把握非標自動化設備開發(fā)項目的關鍵和制約方面，合理運用分布機會知識，避免人為因素對項目的影響和影響，大大提高非標自動化設備開發(fā)項目的效率。

（2）全面優(yōu)化資源管理。非標自動化設備開發(fā)項目的最優(yōu)項目控制主要取決于能否全面優(yōu)化項目資源。在此基礎上，必須更加注重實時資源節(jié)約，建立必要的資源緩沖區(qū)作為保障，實現(xiàn)資源妥善管理的基本目標。另一方面，缺乏適當?shù)捻椖抗芾砜赡軐σ院蟮母马椖慨a(chǎn)生不利影響。在資源管理中，應準確跟蹤鏈的主體部分，以便全面控制項目進度。

（3）掌控實時性的研發(fā)項目進度。從研發(fā)項目實施的角度來看，項目實施在整個過程中面臨著一個急性、未定義的要素。在許多情況下，這些不確定性也相對較高。因此，項目進度監(jiān)控措施應能夠貫穿整個項目，確保項目進度控制措施實時達到目標。在實踐中，階段研發(fā)項目的實際進度應以進度圖的形式表示，以消耗緩沖區(qū)的百分比。

（4）非標自動化設備研發(fā)項目進度的關鍵鏈（CCPM）項目應用。非標自動化設備研發(fā)項目關鍵鏈技術秉持“項目必須遵守整體優(yōu)化而非局部優(yōu)化”的理念，不僅考慮時間約束，而且還優(yōu)化考慮所受到的資源約束，并根據(jù)分配資源方式的變化而發(fā)生改變，并使節(jié)省的項目時間作為項目緩沖存儲于項目之中，根據(jù)工序的重要性合理分資源，使關鍵工序優(yōu)先于非關鍵工序獲得并使用資源，并對項目資源進行有效監(jiān)控，有效保證項目進度的持續(xù)性、有序性和針對性[3]。

4結束語

關鍵鏈技術的本質內(nèi)涵就在于有序結合整個項目內(nèi)部的各個關鍵環(huán)節(jié)，確保從上述環(huán)節(jié)入手來監(jiān)控整體性的項目進度，最終確保達到精確掌控當前項目進度的目的。對于研發(fā)項目而言，其通常來講都會牽涉很多的復雜操作步驟與操作流程，此種現(xiàn)狀在客觀上體現(xiàn)了項目進度掌控的必要性[1]。因此在實踐中，如果要做到全方位的掌控研發(fā)項目進度，那么需要依賴于關鍵鏈技術作為支撐與保障，如此才能夠更好適應多進度的研發(fā)項目開展。

參考文獻

[1] 周偉.非標自動化設備的項目變更管理路徑探究[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（28）：229.

篇4

DOIDOI：10.11907/rjdk.162861

中圖分類號：TP301

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）005001103

0引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)獲得了巨大進步，一系列復雜而嚴峻的考驗也隨之而來。制造商們面臨著如何滿足客戶的多樣化需求、如何有效控制產(chǎn)品質量和成本，以及如何合理利用資源、減少重復工作等亟待解決的難題。尤其是對于類似產(chǎn)品的設計，在已有的產(chǎn)品設計平臺上創(chuàng)建能夠滿足不同客戶多樣化產(chǎn)品需求的設計方法迫在眉睫。隨著三維設計軟件功能的日益強大，產(chǎn)品設計已經(jīng)進入可視化、可編程的智能設計階段，在已有的產(chǎn)品模型基礎上通過對其進行參數(shù)化設計，將模型中的定量尺寸變量化，使之成為可以任意修改的參數(shù)，再利用尺寸驅動的方法，結合可視化交互界面，可達到快速生成模型的目的。目前，各種計算機輔助設計軟件如UG、SolidWorks、ProE、Inventor等都可以對模型進行參數(shù)化設計。Inventor是Autodesk公司研發(fā)的一款三維設計軟件，其內(nèi)嵌的iLogic模塊可以通過編寫規(guī)則驅動模型的參數(shù)和屬性，從而實現(xiàn)模型的快速設計。

1Inventor iLogic概述

1.1Inventor iLogic 介紹

Inventor軟件的功能和數(shù)據(jù)結構具有明顯的“設計支持”的特點，起初在設計意圖表達、設計數(shù)據(jù)關聯(lián)和設計決策支持3個方面，Inventor并沒有能夠提供一種可靠完善的解決方案，對于產(chǎn)品研發(fā)中諸如設計重用等功能需求也沒有很好的解決途徑，直到Inventor iLogic 的到來令Inventor軟件的設計功能得到了極大提高。iLogic是由Autodesk于2008年從Logimetrix公司收購的，起初作為外部插件使用，在Inventor軟件更新到2011版本時被正式列入軟件， 成為Inventor中的一個模塊?！癷Logic”的“i”代表智能，“l(fā)ogic”代表邏輯，這些都體現(xiàn)在設計過程中對于模型的一些手動操作，可以由iLogic自動完成。iLogic主要通過編寫規(guī)則，調(diào)用自身函數(shù)功能進行邏輯判斷，執(zhí)行相應操作。這種設計方法稱為規(guī)則驅動設計（RDD，Rules Driven Design），它是iLogic事務處理的主要手段，是設計構思片段的一種程序表達，這些規(guī)則的運行能夠改變模型參數(shù)，減少重復的修改操作＼[1＼]。

1.2iLogic與結合

語言功能強大，簡單易懂，繼承了Visual Basic 語言的特點，并且是一種面向對象的語言，許多三維造型軟件例如SolidWorks、ProE等都提供了二次開發(fā)的API接口。此外，可以在Visual Studio 集成_發(fā)平臺上，借助其強大的編輯和調(diào)試功能，使開發(fā)過程更加簡捷、方便＼[2＼]。iLogic可以與結合，利用其面向對象的技術完成自定義界面的創(chuàng)建，包括復雜計算和函數(shù)創(chuàng)建都可以封裝，從而被iLogic調(diào)用。這樣可以充分發(fā)揮兩者優(yōu)勢，將計算、界面和模型連接起來，簡化繁雜的步驟，提高設計效率。具體作用過程為將模型中的參數(shù)傳遞給交互界面，通過自定義計算將結果傳遞給對應的參數(shù)，利用計算所得的參數(shù)數(shù)據(jù)驅動模型，達到快速改變模型尺寸的目的。

2設計模式與基本原理

Inventor iLogic具有兩種設計模式，其本質都是利用iLogic讀寫Excel表格和自動更新模型的功能，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速改型，提高開發(fā)效率＼[3＼]。第一種是簡單的并行設計，在產(chǎn)品設計過程中，如果需要用到參數(shù)傳遞，可以先把數(shù)據(jù)之間的關系寫入Excel表格。等到產(chǎn)品裝配完成，再利用iLogic編寫相應規(guī)則并運行，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與模型自動更新。另一種模式則是利用數(shù)據(jù)驅動工程圖的模式，不同于一般從數(shù)據(jù)到三維模型再到工程圖的設計流程，數(shù)據(jù)驅動工程圖能夠建立數(shù)據(jù)與工程圖的直接聯(lián)系，利用iLogic自動完成打開模型、獲取最新數(shù)據(jù)、更新模型和更新工程圖這一系列動作。

Inventor iLogic設計原理非常簡單，主要體現(xiàn)在設計過程中對于模型參數(shù)、特征、屬性等信息邏輯上的處理。編寫規(guī)則時對字符串數(shù)據(jù)類型進行對比判斷，對數(shù)值類型數(shù)據(jù)進行大小判斷，對布爾型數(shù)據(jù)進行是非判斷，再根據(jù)判斷結果，完善規(guī)則的編寫。iLogic的所有功能都是調(diào)用自身的函數(shù)實現(xiàn)的，不同于SolidWorks、ProE以及Inventor自身用于二次開發(fā)的API函數(shù)的復雜難懂，iLogic模塊提供的函數(shù)和代碼簡單易學，想要實現(xiàn)什么功能，以及如何編寫代碼段實現(xiàn)，具有怎樣的語法規(guī)則，iLogic在規(guī)則編輯器的函數(shù)區(qū)域都已一一列出。所以使用Inventor iLogic進行參數(shù)化設計，其本質就是要了解并掌握其提供的函數(shù)及編程規(guī)則。

3設計實例

3.1設計思路

本文以SC型氣缸（見圖1）的快速生成設計為例，詳細介紹利用iLogic規(guī)則驅動模型的整個過程。建模分為3個部分，分別為氣缸缸體部分、活塞部分和活塞桿體上的螺母部分，屬于兩層裝配關系（見圖2）。對于零件模型，在建模之前可以先分析每個部分涉及的建模參數(shù)，例如氣缸直徑、行程以及缸體寬度等，總結相關參數(shù)并建立自己的命名規(guī)則。建立命名規(guī)則時，應當注意變量名稱不能與Inventor中的單位類型相沖突。

在建立模型時，Inventor參數(shù)編輯器會自動記錄每個特征用到的參數(shù)（見圖3），可以對參數(shù)名稱進行修改，與之前總結的參數(shù)名稱相對應。除自動記錄的模型參數(shù)外，還可以自定義用戶參數(shù)，例如氣缸缸體上的“孔1”特征可以通過自定義文本參數(shù)“孔1規(guī)格”的方法進行驅動修改。創(chuàng)建總裝配體時，Inventor iLogic可以通過創(chuàng)建零件之間的關聯(lián)達到改變零件尺寸時部件也隨之變化的協(xié)同設計，這種通過關聯(lián)尺寸改變部件尺寸的方法大大節(jié)省了時間，提高了效率。裝配時，首先放置各零件模型，添加約束和定位，然后添加用戶參數(shù)，定義關鍵參數(shù)，使用iLogic語句實現(xiàn)參數(shù)相互傳遞的過程。以下是將零部件定義的尺寸參數(shù)相互關聯(lián)的部分代碼：

Parameter（“缸體部分：1” “V1”） = Parameter（“活塞部分：1” “d1”）

Parameter（“活塞部分：1” “d1”） = Parameter（“螺母部分：1” “d2”）

這樣即可將零件之間的尺寸相互關聯(lián)，改變一個零件尺寸，與之相關的另一個零件尺寸也會隨之改變，重新生成所需要的模型。將模型參數(shù)和用戶參數(shù)定義完畢之后，可以建立一些iLogic規(guī)則，例如賦予模型不同材料特性，完善iproperty中的各項特性等。

3.2自定義用戶界面

利用搭建交互界面，首先定義公共變量，變量名稱要與之前定義的fx參數(shù)表中的參數(shù)名稱一致，部分代碼如下：

因為建立模型時所用到的尺寸參數(shù)與根據(jù)標準錄入Excel表格內(nèi)的參數(shù)并不是完全對應，Excel表格所有的型號尺寸都是按照國家標準錄入，但建模時所用的部分驅動尺寸是由標準尺寸計算所得，所以要總結并列出所有一級尺寸和二級尺寸之間的運算關系，將計算公式編入程序。當輸入一級尺寸數(shù)值時，利用后臺自動運算，可以獲得所需的二級參數(shù)值。編寫好的界面如圖4所示。用戶可以自定義模型各參數(shù)尺寸，也可以選擇標準型號，將Excel表格中的數(shù)據(jù)（見圖5）自動加載到文本框中。為避免用戶輸入尺寸時超出規(guī)定范圍，還可以在程序里加入一些判斷語句，限定尺寸界限，以避免不合理的計算和驅動過程＼[4＼]。

If L1000 Then

MessageBox.Show（“氣缸的行程超出了合理范圍，請重新輸入尺寸！”）

編寫好相關賦值和計算代碼后，運行程序會產(chǎn)生一個.dll文件，將文件放置到三維模型的目錄下可將文件加載到Inventor中。同名參數(shù)會自動一一對應，用戶也可以在此基礎上添加規(guī)則，實現(xiàn)一些其它的附加功能。運行規(guī)則，編寫好的界面會自動加載，輸入相應參數(shù)，即可對模型進行驅動。

3.3運行結果

界面上的參數(shù)與fx參數(shù)表里定義的用戶參數(shù)對應，通過輸入自定義尺寸驅動生成的氣缸模型如圖6所示。

3.4工程圖生成

在建模的同時生成模型的工程圖模板，每次驅動模型，工程圖也會隨之更新。為了完善模型工程圖，可以對模型iproperty進行設置，自動生成各零件模型的名稱、規(guī)格、材料和顏色等特性。此外，對于工程的各種操作也可以利用iLogic函數(shù)實現(xiàn)，比如放置各視圖的位置、圖幅大小的控制、標題欄的完善等。iLogic還支持將工程圖導出，轉化為AutoCAD DWG以及PDF等常用的文件格式＼[5＼]。

4結語

本文主要介紹了如何利用Inventor iLogic模塊的功能實現(xiàn)模型的參數(shù)化設計，并且通過實例論述了整個開發(fā)過程，利用iLogic和相結合的方法創(chuàng)建了良好的交互界面，實現(xiàn)了產(chǎn)品模型快速設計的目的。由此可見，Inventor結合iLogic在模型設計方面能夠將其設計重用的能力提高到一個新水平，利用Inventor iLogic能夠將模型數(shù)據(jù)融入各個規(guī)則，代替原來手動操作的過程，實現(xiàn)更高效、便捷的模型改型設計。而Inventor涵蓋的零件、部件、工程圖文檔類型及其支持對零件參數(shù)、模型材料外觀等一系列功能的控制可使其對于產(chǎn)品的改型設計更加全面、便利。另外，利用強大的面向對象功能來完善整個設計過程中的界面設計和復雜的計算過程，使交互過程更加方便、直觀，極大地提高了工作效率。隨著Inventor iLogic技術的日益完善，用戶關聯(lián)設計和自動化設計的能力也不斷提高，利用編寫好的則和程序代替重復的手動操作，對于各類機械產(chǎn)品的設計具有重要意義。

參考文獻參考文獻：

[1]陳伯雄. InventoriLogic 程序設計解析與實戰(zhàn)＼[M＼]. 北京：化學工業(yè)出版社，2014.

[2]梁凱旋. 淺談結合Inventor iLogic在工程中的應用＼[J＼]. 黑龍江水利科技，2016，44（5）：139142.