浅谈公共交通型扶梯参数化设计系统开发
公共交通型(公交型)扶梯的设计高度必须按土建实际尺寸开展,同时需要精确到1mm,这导致了产品设计的规格众多,设计工作量大。另外,由于公交型项目通常供货周期急,而现在不同高度的扶梯设计中,对各部件的设计参数确定,必须经过设计人员每次计算、校对、审核完成,容易出现人为疏忽的不良,存在设计周期较长的不足。
为了有效地缩短设计周期,避免人为大量计算、校对过程中出现错漏,提高设计准确性及合同应对能力、降低设计不良,因此对公交型扶梯进行参数化设计势在必行。
1.背景与目的
公交型扶梯主要使用于地铁、BRT、火车站、轻轨等公共交通场所。随着市场的不断扩大,公交型扶梯使用数量不断提高,业务也不断地提升。
当前,公交型扶梯合同设计中,都会对扶梯的各变化部件进行一次新的计算、校对、审核等参数确定过程。流程过多地依赖手工计算,重复性操作较多,这样,不但设计周期长,而且参数计算过程中出错率也比较高,设计人员工作负担过大。
而且,目前公交型扶梯变化部件一码多物的问题,是由设计人员在合同基础设计书内采用ATO(assemble to order)指引来解决,才能达到下游部门完成生产定制的需要。
EPD(elevator parametric design)参数化设计系统是专门针对电梯行业开发的产品设计系统。可自动生成整个电梯的三维模型、二维工程图纸、钣金展开图、整梯及各部件的物料清单,完成材料、图号、成本核算等生产所需相关信息的汇总。能快速提高产品及零部件的系列化及标准化程度,降低非标设计比例,提高设计准确率、设计效率,可在最短时间内为后续生产、采购、仓储提供准确数据。EPD参数化设计系统已在直梯和商用扶梯中投入使用。
公交型扶梯设计中前述的问题要得到解决和改善,需通过对公交型扶梯的EPD参数化设计系统开发,才能达到缩减设计周期,避免繁琐的计算出现错漏,在采用EPD参数化设计系统对公交型扶梯开展设计工作后,通过系统功能驱动三维模型变化,达到不同变化部件一物一码的目的。实现公交型扶梯合同自动生成基础设计书。
2.分析公共交通型扶梯变化规律
公共交通型(公交型)扶梯的设计高度必须按土建实际尺寸开展,同时需要精确到1mm,采用参数化设计是开展此类提升高度要求的有效设计方案。
EPD参数化设计系统具有良好的人机界面,其参数化设计思想与公交型扶梯参数化设计相契合,并能与PLM系统中庞大的数据库相关联,在PLM中原有的部件均可直接引用。公交型扶梯EPD参数化设计系统开发前,按系统要求,需确定公交型扶梯的变化部参数的变化规律,并将这些规律用合理简化的主要基本参数计算。
目前公共交通型扶梯产品的合同设计是在PLM系统上完成,鉴于提升高度精确化的特殊性,变化的零部件一码对应多物,不利于下游部门直接生成MBOM。在基础设计书中,需对出现参数变化的各个零部件进行具体数值化指引,借助制作指引栏、备注栏辅助完成变化零部件的具体值。公交型扶梯合同基础设计书需作备注指引的主要有桁架、中间导轨、栏杆三大部分。
经过对桁架、导轨、栏杆等各变化部的数据分析,我们可以了解公交型扶梯的变化规律。通过一个具体的提升高度H,将需要作ATO指引的变化部参数关联在一起,从而实现参数化设计。把计算公式应用到EPD系统中,作为系统的脚本参数及赋值逻辑。
3.公交型扶梯参数化设计系统应用
经过对公交型扶梯三大部分中间变化部参数变化规律及参数数据分析,完成了公交型扶梯采用EPD参数化设计系统进行参数化设计的数据前处理。在公交型扶梯进行产品数据结构化的前提下,EPD系统内进行公交型扶梯脚本逻辑编制,完善参数化模型设计,实现在EPD系统自动生成工号基础设计书。
公交型扶梯在PLM系统可将其零部件进行数据结构分类,其数据结构由桁架、导轨、桁架小部件及安全装置、主传动系统、扶手带驱动系统、楼层板、栏杆、电气系统组成。在EPD设计系统中将数据结构进一步细化和分层。
公交型扶梯的结构层就像“金”字塔结构一样,每层间传递着参数的相关信息。此数据结构层为EPD系统中公交型扶梯大架构。在此大架构下,将各部件细分形成产品数据结构,再将细分后的各部件编码化,使其在EPD系统最后生成的基础设计书内的各部件按产品数据结构架构有序排列。
通过对公交型扶梯内容的信息数据输入,数据信息测试完成后,可在EPD系统生成基础设计书,但此生成的基础设计书,还不能生成生产所必需的ATO指引,还必须对相关的变化参数部件,即需作ATO指引的部件进行变量赋值。根据公共交通型扶梯变化规律,编制变化部装配脚本逻辑。
完成公交型扶梯产品数据结构、基本信息录入、脚本逻辑编制后,运行EPD系统,可在EPD系统中自动生成公交型扶梯基础设计书,并以EXCEL的格式显示。
4.扩展
在EPD系统中,完整的脚本逻辑应包含编制变化部装配脚本逻辑和驱动3D模型脚本逻辑。前者能够自动生成公交型扶梯的基础设计书,后者可以驱动各个变化零件参数变化。
在编写模型脚本逻辑前,需要对各个零部件进行三维模型创建。参照原有的公交型扶梯参数化设计思想,借助Solidworks三维辅助设计工具进行模型的建模,模型经EPD系统脚本控制驱动后,可实现各个变化部子件的参数化设计,得到各个子件的基本信息,实现一物一码的目标。
完成模型脚本逻辑后,能实现不同高度3D模型,能直观地了解各部件之间的装配,减少因二维制图设计带来的干涉、错误。另外,还能运用ansys对模型进行有限元分析,对扶梯的受力、强度等进行检验和校对。另一方面,也可以通过脚本逻辑输出二维图纸而非三维模型。这样,既可以减少设计人员图纸输出强度,也减少3D模型设计的时间和难度。并且,不但符合企业发展的业务要求,也可以减少维护人员的负担。
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