机械产品的系列化预设一般遵循基本相同(或相仿)的预设流程，并领有与预设流程相般配的零/器件典型结构。同时，机械产品一般由有关器件和零件构成，其器件则由下一级子器件和零件构成;以资类推，可觉得产品是由零件依照有序、特别指定的装配关涉关系装配而成的。因为这个，面向行业应用和产品预设过程，研讨剖析特别指定系列化产品的结构与预设独特的地方，经过合理的板块化结构预设单元区分清楚并构建其参变量化驱动板型，成功实现基于结构预设单元的系列产品迅速预设。不锈钢球阀

  1 阀门产品结构预设单元的区分清楚

  阀门产品涵盖蝶阀、球阀、闸阀和插板阀等，广泛 应用于化工、燃料和冶炼金属等工业领域的管路流体输送系统，是典型的系列机械产品。分类施行的产品系列化预设一般在公称压力(PN)、公称通径(DN)、驱动形式三个维数方上进展开，并经过系列维数方向的组合而形成有关的系列产品。同时，系列阀门产品结构主要由阀门主体结构与驱动装置两大组成局部构成，并遵循图1所示的阀门产品预设流程。

  1.1 结构预设单元概念

  结构预设单元的概念具备广泛涵义，它可以是一个零件、或一个复杂装配结构体的部分典型预设结构方式、或由多个零件组成的器件(子装配)，也可以是具备预设关涉关系的零件聚齐(组合件)。向下可半自动分解为有关零件，上进可组合成相应器件。综合而言，结构预设单元是指构成某一产品的、具备一定的装配和预设关涉关系并可独立参变量驱动的零件、器件、组件或部分典型结构的预设关涉体。

  本文结构预设单元的区分清楚，其动身点与产品板块化预设中偏重于产品或零/器件的式样结构分类的预设思想相近，但更着重提出预设关涉性和遵循特别指定产品的预设向例。

  1.2 阀门产品结构预设单元区分清楚

  合理区分清楚结构预设单元是成功实现系列阀门产品迅速预设的基础。系列阀门产品预设在总体预设参变量(预设问题的描写及产品属性)定义之下，依照预设过程确认的零/器件生成顺着次序，其产品结构和尺寸参变量具备很强的秉承性和预设关涉性，产品较高等级构件的结构方式与尺寸参变量，定义或导航了下级结构构件的生成。因为这个，本文基于产品预设流程、零/器件生成顺着次序并综合思索问题产品预设者的思惟形式和办公向例，将特别指定阀门产品的零/器件预设分解为以结构预设单元为基本驱动元素的预设关涉体，供给阀门产品迅速预设的高效参变量化驱动单元，因此将复杂的预设问题逐级分解成相对独立并简化的预设子问题，并经过预先构建和定义有关预设单元之间(以及预设单元内里)的装配关涉和约束关系，成功实现零/器件造型预设与迅速装配。典型阀门产品(蝶阀)的结构预设单元区分清楚见图2。图2中的实心黑色菱形表达聚合关系，空心箭头表达泛化关系。

  典型阀门产品(不锈钢球阀)结构预设单元区分清楚

  2 结构预设单元库的构建与参变量化板型驱动

  阀门产品迅速预设所需结构预设单元库的构建，以国产通用CAD软件CAXA实体预设为支撑平台，认为合适而使用模型板形式构建结构预设单元参变量化板型;利用CAXA实体预设供给的二次研发接口ICAPI，认为合适而使用C++手续语言构建应用手续，成功实现参变量化板型的赋值与驱动。

  2.1 结构预设单元库的构成

  阀门产品结构预设单元的区分清楚，基于产品零/器件结构功能分类和预设关涉性。如图2所示的典型阀门产品蝶阀的结构预设单元区分清楚，作别构建了里面含有阀体、蝶板、上下支承填料组件、连署支架和阀杆在内的主体结构器件子结构有关预设单元及驱动装置子结构预设单元，并在CAXA实体预设背景下利用其“自定义预设元素库”完成结构预设单元库的构建。

  以那里面最具代表性的蝶阀阀体预设为例，其子结构预设单元库涵盖了筒身、上支承、下支承、筒身增强结构和地脚支承等结构预设单元，由CAXA实体预设背景下的预设元素库中拖出阀体预设元素，则弹出如图3所示的子结构预设单元库构成界面，点击那里面的有关结构预设单元即可施行有关参变量赋值与驱动

  2.2 结构预设单元参变量化板型构建与驱动

  结构预设单元是具备一定的装配和预设关涉关系并可独立参变量驱动的预设关涉体。故阀门产品有关结构预设单元的区分清楚兼顾了预设进程项中的预设关涉性和复杂预设问题的逐级子问题分解，既保障预设进程项的高效性，又思索问题预设问题的关涉性态度温和成功实现性。

  所示阀体子结构预设单元库，根据预设关涉性和高效性给出了阀体预设的结构预设单元构成，并作别构建其参变量化板型，成功实现参变量赋值和驱动。

  蝶阀阀体有关子结构预设单元库构成界面

  以蝶阀阀体的筒身预设单元为例，将构成筒身结构预设关涉最为紧急的两个端法兰和筒壁作为一个预设单元(装配体)来设置。参变量化板型的构建，给出了却构预设单元自身的预设基准，并经过有关结构参变量约束了3个零件的装配关涉关系，保障了单元板型的群体驱动。板型驱动在预设知识库的支持下，经过调入筒身公称通径、结构长度、法兰型号(标准件)和筒身壁厚等关键预设参变量施行参变量赋值和驱动;假如需求，可以针对连署端法兰的周密参变量构成施行非标改正赋值。该结构单元参变量化板型构建与驱动界面如图4所示。

  蝶阀阀体之筒身结构单元参变量化板型构建与驱动

  3 基于结构预设单元的产品迅速预设成功实现

  给出的子结构预设单元库，除里面含有预设单元自身零/器件构成之间的几何拓扑关系、尺寸参变量、装配约束等信息以外，还里面含有经过给予与预设流程关涉的不一样预设单元之间的装配关涉信息，成功实现与预设进程项同步的迅速装配，并依据需求在板型上附带加上零件的材料、品质和数目等非几何信息。

  3.1 结构预设单元间的装配关涉定义和约束

  在具备高预设关涉性的结构预设单元区分清楚的基础上，定义和约束不一样结构预设单元间的装配关涉，是成功实现基于结构预设单元的产品迅速预设的关键。本文第2.2节各结构单元参变量化板型构建中均设定了其预设基准，故经过预设单元的基准捕猎来成功实现结构预设单元之间的装配关涉定义和约束。

  CAXA实体预设经过其二次研发接口ICAPI，为用户供给了坐标捕猎与变换的功能。在CAXA实体预设背景下，每个预设空间都有一个整个的局面：胸怀～坐标系，进入了该预设空间的每个结构预设单元都有其部分坐标系和锚点(装配基准)。

  就装配事情状况而言，首先进入了预设空间的结构预设单元为装配基础构件(装配基件)，其坐标系为父坐标系;而后进入了预设空间的结构预设单元为待装配件，其坐标系为子坐标系。利用ICAPI供给的锚点捕猎与坐标变换功能，经过捕猎装配基件和待装配件的锚点坐标，确认不一样结构预设单元的相对位置，接合预先设定的不一样结构预设单元之间的装配关涉信息，并经过给予不可缺少的坐标变换，由应用手续成功实现半自动和迅速装配。图5所示为进入了预设空间的结构预设单元锚点位置及其子坐标系与父坐标系的变换关系，那里面A为子对象的锚点相对于子坐标系的变换矩阵，P为子对象的锚点相对于父坐标系的位置变换矩阵。子坐标系相对于父坐标系的变换矩阵为A-1P。

  锚点位置和子、父坐标系的变换关系

  典型阀门产品迅速预设成功实现流程(不锈钢球阀)

  3.2 基于结构预设单元的阀门产品预设流程

  基于特别指定阀门产品结构预设单元及其装配关涉关系，在有关预设知识库支持下，根据有关预设流程完成产品迅速预设。典型阀门产品基于结构预设单元的迅速预设成功实现流程如图6所示。图6中的实箭头表达预设流程，虚箭头表达各种支持库供给的有关数值支持。该迅速预设成功实现流程对应产品结构预设单元区分清楚及生成顺着次序，并在不一样预设进程项节点由知识库供给领域预设知识支持。经过结构预设单元参变量化板型的构建，以及不一样结构预设单元间的装配关涉定义和约束，成功实现预设单元参变量化板型的赋值和驱动，并成功实现与预设进程项同步的迅速装配。阀门产品迅速预设进程项及其迅速装配成功实现过程如图7所示。

  阀门产品预设进程项及其迅速装配成功实现过程

  所示可知，首个结构预设单元筒身进入了预设空间后，上支承、下支承、筒身增强结构、地脚支承等结构预设单元挨着次序进入了预设空间，并经过应用手续构建的不一样结构预设单元的锚点(预设基准及装配基准)捕猎功能，半自动捕猎拟装配关涉基准或以人机交互形式供给基准关涉数值，成功实现迅速装配。其它结构预设单元在相同预设空间中，以相同形式完成装配，直到生成整个儿装配板型。

  对系列机械产品的计算机匡助预设而言，根据产品预设与结构独特的地方合理区分清楚结构预设单元，构建其相应的参变量化板型，并树立不一样预设单元之间的装配关涉关系，是成功实现迅速预设的关紧基础和前提。阀门产品具备典型的系列化产品预设特点标志，其结构预设单元的区分清楚和产品预设流程与预设向例关系近有关，并经过装配基础构件(装配基件)与待装配件预设基准的捕猎和坐标变换，确认不一样结构预设单元之间的相对位置和预设关涉关系，成功实现与预设进程项同步的迅速装配，可管用地增长预设办公速率。