1 前言

    主模型(Master Model)是基于PDM數(shù)據(jù)管理為核心的一個(gè)中央數(shù)據(jù)庫(kù)文件，它包括與產(chǎn)品相關(guān)的所有幾何和非幾何信息，用來(lái)為產(chǎn)品在生命周期中產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)階段和各個(gè)部門(mén)提供服務(wù)。主模型保證不同操作者之間工作的獨(dú)立性、安全性和工程數(shù)據(jù)的集中性。在PDM系統(tǒng)中，主模型就像一個(gè)交通樞紐那樣工作，用戶(hù)可通過(guò)單一的主模型完成其它技術(shù)任務(wù)，這些任務(wù)可由不同的工程師完成，非相關(guān)的人員無(wú)權(quán)更改主模型。本文以線(xiàn)卡凸凹模具設(shè)計(jì)為例，根據(jù)主模型的特點(diǎn)，利用NX相關(guān)部件間關(guān)聯(lián)建模WAVE技術(shù)，以PDM系統(tǒng)為數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，模具設(shè)計(jì)人員在PDM系統(tǒng)調(diào)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的線(xiàn)昔主模型，并基于線(xiàn)卡主模型的幾何體和位置來(lái)設(shè)計(jì)凸凹模具，這種并行設(shè)計(jì)技術(shù)，保證了各部件的相關(guān)性，減少了設(shè)計(jì)更改時(shí)間，保證了設(shè)計(jì)的完整性。

2 主模型設(shè)計(jì)原理

    虛擬裝配技術(shù)是形成NX主模型原理的主要技術(shù)基礎(chǔ)。虛擬裝配實(shí)際上是一種側(cè)重利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來(lái)體現(xiàn)產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)的方法。即在技術(shù)上，裝配件通過(guò)引用、保存和管理指向下面各級(jí)構(gòu)件的指針，在裝載時(shí)動(dòng)態(tài)地通過(guò)指針來(lái)調(diào)入各級(jí)構(gòu)件以形成其自身。因此，利用虛擬裝配技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)主模型設(shè)計(jì)原理，保證了主模型和其它應(yīng)用的相關(guān)性，使得所有工程參與者能共享三維設(shè)計(jì)模型，即主模型的三維模型數(shù)據(jù)為裝配、二維工程圖、有限元分析和加工等應(yīng)用功能所使用。當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，其改變可以自動(dòng)反映到設(shè)計(jì)的另一個(gè)應(yīng)用版本中去。各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)模型中的數(shù)據(jù)有唯一和相同的解釋?zhuān)瑪?shù)據(jù)模型全局一致，不同應(yīng)用系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中避免了各自解釋數(shù)據(jù)，也避免了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的冗余合不一致現(xiàn)象。主模型設(shè)計(jì)反映了目前設(shè)計(jì)的主導(dǎo)方向，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，減少重復(fù)設(shè)計(jì)等不利因素。

3 在PDM中主模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    在PDM系統(tǒng)中，科室設(shè)計(jì)人員將NX模型數(shù)據(jù)檢入到PDM系統(tǒng)中，  在系統(tǒng)中建立起完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，通過(guò)和版本，用戶(hù)權(quán)限管理相結(jié)合，用戶(hù)可以從系統(tǒng)中提取出需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及其所屬的零部件信息。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，改變可以自動(dòng)反映到設(shè)計(jì)的另一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中去。

    如圖1所示，線(xiàn)卡主模型下包含了三維結(jié)構(gòu)圖003-440-01，工程圖003-440-01_dwg，以及相關(guān)CAD文檔。，與需要同一團(tuán)隊(duì)成員協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)，下游用戶(hù)只需下載需要的主模型零什（如圖2所示）。進(jìn)行相關(guān)模型設(shè)計(jì)，主模型改變，與之關(guān)聯(lián)的模型也相應(yīng)改變，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、工程圖、模具圖、加工NC碼等相關(guān)數(shù)據(jù)。

    圖1 主模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    圖2 在PDM中下載線(xiàn)卡主模型

4 在PDM中利用主模型進(jìn)行并行設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

    主模型設(shè)計(jì)思想是一個(gè)由計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程。產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PDM數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程順序法中，各個(gè)部門(mén)之間的工作是并行的，信息流向是雙向的如圖3所示，各個(gè)部門(mén)之間是相對(duì)獨(dú)立的，但工作是一個(gè)有機(jī)整體，設(shè)計(jì)人員圍繞一個(gè)主模型協(xié)同工作。PDM系統(tǒng)根據(jù)制定的訪(fǎng)問(wèn)策略保證只有合適的用戶(hù)和組才能訪(fǎng)問(wèn)位于項(xiàng)目中特定生命周期階段的對(duì)象。一個(gè)研究項(xiàng)目由一個(gè)團(tuán)隊(duì)人員不同角色的人員組成，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)PDM調(diào)用自己權(quán)限內(nèi)的文件。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人能查看項(xiàng)目工作進(jìn)展情況。

    在一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)角色分配，設(shè)計(jì)出產(chǎn)品零件模型，并撿入到PDM系統(tǒng)中，同一團(tuán)隊(duì)的工藝人員，根據(jù)加工零件的工藝性要求，如果需要設(shè)計(jì)該零件的模具。即往PDM系統(tǒng)下載零件主模型，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的工藝師是可以增加或刪除主模型特征，但不能存盤(pán)，無(wú)權(quán)更改主模型的數(shù)據(jù)。可通過(guò)裝配，引用主模型的特征信息。在裝配文件下，主模型只存在于裝配件所引用的零件中，并沒(méi)用復(fù)制到裝配件中，可以通過(guò)提取主模型的特征信息用于模具設(shè)計(jì)。

    圖3 主模型下各部門(mén)之間的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)和調(diào)用

    以下利用線(xiàn)卡凸凹模具詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)解釋如何利用主模型進(jìn)行并行設(shè)計(jì)，如圖4所示為線(xiàn)卡凸凹模具在PDM中基于主模型的模具并行設(shè)計(jì)流程。

    圖4 PDS中基于主模型的模具并行設(shè)計(jì)

    利用主模型設(shè)計(jì)思想，可建立一個(gè)快捷，穩(wěn)定的CAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)部門(mén)之間數(shù)據(jù)的共享，優(yōu)化了CAD系統(tǒng)。采用基于角色的權(quán)限控制，來(lái)確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全和可靠性。

5 基于主模型的線(xiàn)卡模具并行設(shè)計(jì)應(yīng)用

    以線(xiàn)卡模具凸凹模毆計(jì)為例。從PDM中下載線(xiàn)卡主模型三維實(shí)體模型，利用WAVE LINKED功能提取凸凹模特征曲線(xiàn)，保證凸凹模與主模型的相關(guān)性，即可完成凸凹模型腔設(shè)計(jì)，原理如圖5所示。

    圖5 線(xiàn)卡凸凹模設(shè)計(jì)原理

    實(shí)際操作如下：

    1)進(jìn)入NX軟件，新建模具文件003-400-02；

    2)在PDM系統(tǒng)中，下載線(xiàn)卡主模型003-440-01；

    3)在裝配中添加線(xiàn)卡主模型零件(003-440-01)，如圖6所示；

    4)進(jìn)入NX/WAVE功能。激活Wave Geometry Link。進(jìn)入Assemblies→Wave Geometry Link；

    5)WAVE LINK主模型三維實(shí)體；

    6)Wavelink提取主模型外表面如圖7所示；

    7)利用生成的曲面修剪凸凹模模板，得到凸凹模如圖8所示。

    圖6 線(xiàn)卡生模型

    圖7 Wavclink提取點(diǎn)模型表面

    圖8 線(xiàn)卡凸凹模模型結(jié)構(gòu)

6 結(jié)論

    在模具設(shè)計(jì)應(yīng)用中，主模型方法體現(xiàn)了并行設(shè)計(jì)的思想。該模型是目前我所常用的線(xiàn)卡凸凹模。利用NX主模型的并行設(shè)計(jì)，提高了模具制造的速度和質(zhì)量，能夠更好地提高我所產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少重復(fù)設(shè)計(jì)、重復(fù)改模等不利因素。

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