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Inventor设计自动化功能介绍

撰文/ 欧特克(中国)软件研发有限公司 蔡益江 刘静宜

“效率”是现代企业一直追求的目标,包括生产效率,设计效率等等。我们在使用Inventor进行产品设计时,如何提高设计效率,往往是用户很关心的一个话题。Inventor设计自动化,就是通过使用Inventor既有的i系列功能(iFeature/iPart/iAssembly/iCopy/iLogic)来使我们的设计能够很好的重用,进而提升设计的效率。

CAD 设计软件的选择,使用的方便性和效率非常重要,而设计重用和自动化,是提升设计效率行之有效的手段。设计的重用,不仅包括了在设计过程中,参数的重用、建模特征和零件的重用,也包括了设计规则的重用。在Autodesk Inventor 产品中有一系列以字母i 开头的功能,既是Inventor 首字母的缩写,又代表Intelligent,目的就是为了提高设计的重用,让设计过程更加快捷,从而提高用户的设计效率。

一、Inventor i 系列功能

Inventor 中的i 系列功能包括iFeature、iPart、iAssembly、iCopy 和iLogic,从不同的级别来解决用户重用设计的需求。下面我们将从功能和案例相结合的方式来介绍这些功能。

1.iFeature

iFeature 将常用特征提取并保存,便于重复使用;在重用时,用户可以灵活快速地修改其方向、位置和尺寸。

Inventor 的资源中心中,自带了一些常见几何形状的iFeature 文件,如图1 所示,用户也可以将自己定义的特征发布到资源中心,共享给其他用户使用。

钣金零件设计所用的冲压特征(图2),本质上也是iFeature,默认安装在系统的用户目录下(X:\Users\Public\Documents\Autodesk\Inventor 2015\Catalog,Windows 7 系统)。

Inventor 中自带了一些常用的冲压特征, 比如连接器开口和腰孔等,用户也可以按照iFeature 的定义方式来自定义特征。

图3 的长腰型压凸特征为例,首先在Inventor 中通过建模功能创建出相应的形状。

注意:钣金冲压特征,应基于钣金模板创建零件;此外,在准备iFeature 时,要定义放置iFeature 所需的定位中心和其依附的草图。

部分特征如三维草图、抽壳、贴图、多实体布尔运算不支持提取,在建模时要避免使用。

然后,通过Inventor 的接下来选择需要的特征提取iFeature 命令,完成特征的定义,并保存为*.ide 文件。对于iFeature 的尺寸参数,我们可以预定义参数的数值范围,或让用户通过列表选择数值,如图5 所示。

2.iPart

iPart 是将标准零件配置为表格驱动的零件。通过编辑表格可控制参数的数值、特征的状态(启用或抑制)以及许多其他变量,颜色、材料和零件代号。iPart 通常生成属于同一个族的多个独特零件,Inventor 的资源中心就是基于iPart 机制发布生成的(图6)。

iPart 分为常规和自定义两类,自定义iPart 其至少有一个参数被设置为“自定义参数”,其数值允许用户输入或程序自动生成,Inventor 资源中心中的结构件、管材都是典型的基于自定义iPart 而创建生成的。

iPart 在Inventor 用户中使用较多,这里不做展开介绍。有些用户希望将零件的加工过程表达出来,比如:钣金零件的分步展开时的形状,或者零件在机加工过程中的各个阶段的形状。

Inventor 的零件没有类似装配“详细等级”的机制,但借助iPart 中对特征是否抑制的控制,可以变通地满足这样的需求。在生成工程图的时候,在放置视图的模型状态页面,选择对应的iPart 零件的子项(图7),即可按照需要把不同状态下的视图放置在工程图上。

3.iAssembly

iAssembly 可以理解一种可配置化的装配,通过编辑表格可以选择零部件的关键参数、规格型号,显示/ 隐藏、约束的包含/ 排除、视图/ 位置/ 详细等级表达、各属性参数值、BOM 表结构等。如图8 所示,对于输送带上的部件设计,输送带的长度、零部件的选配、辊子的数量都可以通过iAssembly 一一体现。

4.iCopy

如果说iAssembly 是按表格中的定义,让用户能对已经设计好的零部件进行选配的话,iCopy 的优势就是结合了骨架造型和Inventor 自适应功能,实现部件环境下,基于零部件设计中的相似性,快速生成新的零部件。

以Inventor 帮助中的教程为例(图9),每一块软梯踏板的长度随高度而变化,利用iCopy,可以将踏板长度变化这一设计的相似性“提取”出来,实现零部件创建的自动化。

首先,分析软梯的设计,它包括了两个要素,软梯的外形布局,和踏板的骨架(图10)。

第二步,使用iCopy 编写器将设计相似性“提取”出来,在该例中,踏板的长度( 踏板骨架模型中的70.349 为自适应的驱动尺寸,其两端的端点(图11 中的几何图元点2、点3)分别落在外形布局中的样条线上(图11 中的线1)。

最后,基于轨迹放置iCopy 部件,即可生成每一组踏板。当这个设计的“相似性”被提取出来后,类似的设计中都可以重用这样的设计。

5.iLogic

自iLogic 在Inventor 2010 (速博增值包)出现之日起,它就一直备受Inventor 用户的关注。iLogic 通过功能封装,使用户可以以一种简单的方式捕获和重复使用自己的设计,从而实现基于规则驱动的设计。iLogic 适用于零件、部件以及工程图,它不仅能够作用于零部件的设计参数、对其包含的零件、部件的而且还可以作用于零部件的物理属性、文档属性。

iLogic 提供强大的功能来帮助用户进行规则的创建,具体体现在5 个方面。

(1)iLogic 提供很好的函数功能,可以在规则中使用Inventor 中的参数包括模型参数、自定义参数等或任何可由规则驱动的对象来驱动设计,其中参数类型包括文本参数,布尔值参数和多值参数等。

(2)iLogic 提供强大的自动化函数,可以让没有编程经验的设计师和工程师都可以看懂并执行 iLogic 自动化函数,使用这些自动化函数,可以执行如下的工作。

参数。通过iLogic 可以直接对部件下的零部件参数赋值,在之前需要通过外部文件或衍生机制传递变量的方法之外,提供了新的选择。

特征。特征是否抑制,对特征设置颜色,以及对螺纹特征的控制。

iFeature, iPart, iAssembly 中对表格中定义项的选择。

零件和部件特征、装配约束。

钣金的样式及展开。

工程图视图、标题栏。

零部件属性(材料、颜色、质量等)。

BOM 表。BOM 内容导出,零部件数量的重置。

Excel 电子表格。通过iLogic 语句,实现对表格内容的查询和条目选择。

消息、输入框。支持提示信息对话框,以及输入框,便于实现设计交互。

(3)使用iLogic 可以创建自定义界面,运用规则将自定义界面直接与零部件设计参数关联,增强规则的易用性。

(4)iLogic 支持内部规则和外部规则,既可以在文件打开状态下运行,也可以在外部运行,选择执行规则的对象。

(5)通过在 iLogic 规则中直接使用 VB.NET,您可以, 直接使用 Inventor API 函数,能够启动外部程序和调用VBA 宏,因此具有非常强的功能扩展能力。

(6)iLogic 具备很强的与外部文档的操作能力,能够读取和写入 HTML 文件、文本文件、Word 文档和其他格式的文件,与其他 Windows 应用程序进行通信,能够连接外部数据库应用程序,比如MS Access 和SQLServer。

当规则创建完成后,我们可以使用iLogic 让规则的运行成为标准化的、自动执行的过程。这个不得不提到iLogic 提供的事件触发器。我们可以把创建的iLogic 规则添加到事件触发器中。当相应的事件触发时,规则将自动运行(图12)。

对于iLogic 在实际的使用,限于篇幅,这里我们不做展开介绍,在下一期内容里,我们将结合几个例子来做详细介绍。

二、结语

本文介绍了Inventor i 系列功能及其应用,除了上述功能之外,Inventor 中还有一个iMate 功能,是在零件环境下,对装配约束做预定义,在此我们没有展开介绍,有兴趣的用户,可以参考Inventor 的在线教程。

希望本次的概要介绍对大家有所帮助,也欢迎大家发送邮至:mfg.usergroup.china@autodesk.com, 讨论关于产品自动化设计的问题和需求。

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