基于CATIA／VPM系统的管路标准件库的创建与应用

基于CATIA／VPM系统的管路标准件库的创建与应用

在CATIA 管路设计模块中，管路标准件库的应用能大大提高飞机数字样机的设计效率。文章根据实际需求，详细介绍了基于CATIA/VPM系统管路标准件库的创建、使用及维护方法。

标签：CATIA/VPM；管路标准件库；参数化；设计表

1 前言

在飞机数字样机的设计过程中需要使用大量的管路标准件，如果管路标准件按照通用标准件建模，然后从库中调用，用装配约束的方式定位管路标准件与管子的位置关系，这种方式导致设计和更改的效率非常低。为了提高CATIA 管路设计的设计效率，管路标准件在建模时不仅具有几何模型信息，还包含管路属性信息，如公称尺寸、端口形式等，使用时能够实现与管子自动匹配、自动布放等功能。目前，对CATIA管路模型客户化研究[1][2]、管路类标准件建库[3]的基本原理等方面相关研究比较深入，而针对在CATIA/VPM协同设计管理环境下，如何进行环境设置及如何创建、使用、维护管路标准件库没有做深入的探讨。

本文以航标HB4-24（扩口式拧入式三通管接头）模型的建立为例来详细阐述在CATIA/VPM系统下管路标准件库的创建、使用及维护方法。

2 管路标准件库工作原理及环境设置

CATIA管路环境是管路设计规则文件、管路资源管理文件、管路资源的集合。管路环境设计的主要工作是根据企业设计需求创建特征字典文件、定义设计规则，如管路子弯曲半径规则、自动放置零件的规则等等，并建立公用的库文件，如管路标准件库、管路设备库、管路符号库等。因此企业在管路设计前必须根据实际需求对管路环境进行定制。本文对如何定制管路环境方面[1][2]不做介绍，重点阐述管路标准件库的工作原理及其在VPM系统为实现对管路标准件的调用而对环境文件进行的设置。

2.1 管路标准件库工作原理

管路标准件库是组织和管理管路标准件的文档，用于存放、检索和管理标准件，由TubingParts .catalog和Specifications.catalog两种库组成。TubingParts.catalog 用于管理按照功能特征进行分类的标准件，如直通接头、三通接头、四通接头、管螺母、堵帽等类型，Specifications.Catalog文件用于管理按照物理特征进行分类的标准件，如标准件号、公称直径、壁厚、端头类型、材料类型等。其中，TubingParts .catalog是基本库，统一组织和管理全部的管路标准件，管路标准件均从此库中调用。

Tubing Parts .Catalog一般按以下进行分类进行搭建：

（a）Branch（分支）：Tee（三通）、Cross（四通）等等；

（b）Elbows（肘管）；

（c）Tubes（管道）：直管、弯管、柔性管；

（d）Fitting（拟合）：Union（直通管接头）、Nut（螺母）等等；

（e）Flange（法兰）；

（f）Sealing Part（密封零件）：Gasket，Ring；

（g）Valve（阀门）。

关于如何建立TubingParts.catalog，蒋代兵在“CATIA管路环境客户化定制”[1]一文中作了详细说明，按照所述方法建立TubingParts.catalog。与蒋代兵介绍不同的是，为了能在CATIA/VPM中调用管路标准件，TubingParts.catalog不是保存在本地环境中，而是保存VPM系统中，即服务器上。

2.2 环境设置

在CATIA/VPM系统中进行关联设计时，为了保证管路标准件库数据的唯一性、可共享性，除了将TubingParts.catalog文件存放存放在服务器上，还必须对本地管路环境中的TUB.xml文件进行以下设置，使TubingParts.catalog文件指向ENOVIA，如图1所示。

图1 环境设置

通过以上配置，实现了在调用管路标准件时，系统直接指向VPM系统中的TubingParts.catalog文件，从而调用该目录中的标准件。只要更新该目录中的文件，即可实现管路标准件库的同步更新。

3 管路标准件库的创建

创建管路标准件的模型是建立管路标准件库的基础，通过约束标准件模型的尺寸，关联参数表、添加管路属性，然后创建该模型的catalog文件，最后将catalog 与TubingParts.catalog进行链接，这样就完成了管路标准件的入库。

3.1 管路标准件模型的建立

（a）参数化模型的创建

参数化建模是利用CATIA的Part模块，根据标准中的几何信息如HB4-24

将标准件设计成一个参数化的实体模型，方法与通用标准件的建模类似[4]，这里不再赘述。

（b）参数表的创建

对于管路标准件的参数表，表格中除了应包含几何信息外，还应有零件编号、公称尺寸、端头形式、材料类别、重量等管路标准件所必需的参数。建立好的设计表如图2所示：

图2 设计表的创建

（c）定义类别

管路模块中的Build Tubing Part命令功能非常强大，通过此命令可以对管路标准件进行类别定义、参数化驱动和管路连接属性定义，为管路标准件添加管路信息。

在Tubing Design并新建一个Product，通过工具->项目管理->选择/浏览以选择相应的项目（根据客户进行定制）。选择Build Tubing Part命令进入Creat Part 页面，选择Set Object Type命令，在类别中选择Tee，并通过Open Existing Part 选项加载刚创建的HB4-24的模型文件。（d）参数化驱动

使用Build Tubing Part命令中Design Table选项将零件与已创建的表格关联，实现参数化驱动。需要注意的是，不仅几何参数需要关联，管路属性如公称尺寸、材料类别、端口形式等参数也要进行关联。

（e）添加管路属性

使用Build Tubing Part命令中的Manage Connector选项为管路模型的每个端口添加连接器，用Associate Attributes To Connectors选项设置连接器的属性，如连接器的公称直径及端头形式，从而实现在调用管路标准件时能与管子自动匹配。如此一个具有管路属性的管路标准件的建模就完成了。

3.2 管路标准件入库

首先创建HB4-24-2002的catalog文件，选择Add Part Family命令将含有设计表的HB4-24-2002的主模型载入catalog文件中，使用Resolve功能依据创建的设计表解析生成多个标准件模型。再打开TubingParts.catalog，选择Add Link To another catalog命令，将HB4-24的catalog文件中的模型链接到TubingParts的Tee目录中，这样就完成了HB4-24的入库工作，CATIA系统将根据CATpart文件对应的参数表自动将一系列的标准件组织和管理起来。按照类似方法，将所有创建的管路标准件模型的目录文件按不同类别与TubingParts.catalog关联，形成管路标准件库（图3）。