費媛媛　仲梁維

摘要摘要：介紹了Inventor iLogic在機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，利用iLogic規(guī)則驅(qū)動和編寫程序的方法實現(xiàn)產(chǎn)品模型的快速設(shè)計。結(jié)合VB.NET面向?qū)ο蟮墓δ芫帉懡换ソ缑妫M行數(shù)據(jù)計算，并且結(jié)合實例介紹了整個設(shè)計流程。

關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：Inventor iLogic；規(guī)則驅(qū)動；模型設(shè)計；快速設(shè)計

DOIDOI：10.11907/rjdk.162861

中圖分類號：TP301

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）005001103

0引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代制造業(yè)獲得了巨大進步，一系列復(fù)雜而嚴峻的考驗也隨之而來。制造商們面臨著如何滿足客戶的多樣化需求、如何有效控制產(chǎn)品質(zhì)量和成本，以及如何合理利用資源、減少重復(fù)工作等亟待解決的難題。尤其是對于類似產(chǎn)品的設(shè)計，在已有的產(chǎn)品設(shè)計平臺上創(chuàng)建能夠滿足不同客戶多樣化產(chǎn)品需求的設(shè)計方法迫在眉睫。隨著三維設(shè)計軟件功能的日益強大，產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)進入可視化、可編程的智能設(shè)計階段，在已有的產(chǎn)品模型基礎(chǔ)上通過對其進行參數(shù)化設(shè)計，將模型中的定量尺寸變量化，使之成為可以任意修改的參數(shù)，再利用尺寸驅(qū)動的方法，結(jié)合可視化交互界面，可達到快速生成模型的目的。目前，各種計算機輔助設(shè)計軟件如UG、SolidWorks、ProE、Inventor等都可以對模型進行參數(shù)化設(shè)計。Inventor是Autodesk公司研發(fā)的一款三維設(shè)計軟件，其內(nèi)嵌的iLogic模塊可以通過編寫規(guī)則驅(qū)動模型的參數(shù)和屬性，從而實現(xiàn)模型的快速設(shè)計。

1Inventor iLogic概述

1.1Inventor iLogic 介紹

Inventor軟件的功能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有明顯的“設(shè)計支持”的特點，起初在設(shè)計意圖表達、設(shè)計數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和設(shè)計決策支持3個方面，Inventor并沒有能夠提供一種可靠完善的解決方案，對于產(chǎn)品研發(fā)中諸如設(shè)計重用等功能需求也沒有很好的解決途徑，直到Inventor iLogic 的到來令I(lǐng)nventor軟件的設(shè)計功能得到了極大提高。iLogic是由Autodesk于2008年從Logimetrix公司收購的，起初作為外部插件使用，在Inventor軟件更新到2011版本時被正式列入軟件， 成為Inventor中的一個模塊。“iLogic”的“i”代表智能，“l(fā)ogic”代表邏輯，這些都體現(xiàn)在設(shè)計過程中對于模型的一些手動操作，可以由iLogic自動完成。iLogic主要通過編寫規(guī)則，調(diào)用自身函數(shù)功能進行邏輯判斷，執(zhí)行相應(yīng)操作。這種設(shè)計方法稱為規(guī)則驅(qū)動設(shè)計（RDD，Rules Driven Design），它是iLogic事務(wù)處理的主要手段，是設(shè)計構(gòu)思片段的一種程序表達，這些規(guī)則的運行能夠改變模型參數(shù)，減少重復(fù)的修改操作＼[1＼]。

1.2iLogic與VB.NET結(jié)合

VB.NET語言功能強大，簡單易懂，繼承了Visual Basic 語言的特點，并且VB.NET是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，許多三維造型軟件例如SolidWorks、ProE等都提供了VB.NET二次開發(fā)的API接口。此外，VB.NET可以在Visual Studio 集成開發(fā)平臺上，借助其強大的編輯和調(diào)試功能，使開發(fā)過程更加簡捷、方便＼[2＼]。iLogic可以與VB.NET結(jié)合，利用其面向?qū)ο蟮募夹g(shù)完成自定義界面的創(chuàng)建，包括復(fù)雜計算和函數(shù)創(chuàng)建都可以封裝，從而被iLogic調(diào)用。這樣可以充分發(fā)揮兩者優(yōu)勢，將計算、界面和模型連接起來，簡化繁雜的步驟，提高設(shè)計效率。具體作用過程為將模型中的參數(shù)傳遞給交互界面，通過自定義計算將結(jié)果傳遞給對應(yīng)的參數(shù)，利用計算所得的參數(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，達到快速改變模型尺寸的目的。

2設(shè)計模式與基本原理

Inventor iLogic具有兩種設(shè)計模式，其本質(zhì)都是利用iLogic讀寫Excel表格和自動更新模型的功能，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速改型，提高開發(fā)效率＼[3＼]。第一種是簡單的并行設(shè)計，在產(chǎn)品設(shè)計過程中，如果需要用到參數(shù)傳遞，可以先把數(shù)據(jù)之間的關(guān)系寫入Excel表格。等到產(chǎn)品裝配完成，再利用iLogic編寫相應(yīng)規(guī)則并運行，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞與模型自動更新。另一種模式則是利用數(shù)據(jù)驅(qū)動工程圖的模式，不同于一般從數(shù)據(jù)到三維模型再到工程圖的設(shè)計流程，數(shù)據(jù)驅(qū)動工程圖能夠建立數(shù)據(jù)與工程圖的直接聯(lián)系，利用iLogic自動完成打開模型、獲取最新數(shù)據(jù)、更新模型和更新工程圖這一系列動作。

Inventor iLogic設(shè)計原理非常簡單，主要體現(xiàn)在設(shè)計過程中對于模型參數(shù)、特征、屬性等信息邏輯上的處理。編寫規(guī)則時對字符串?dāng)?shù)據(jù)類型進行對比判斷，對數(shù)值類型數(shù)據(jù)進行大小判斷，對布爾型數(shù)據(jù)進行是非判斷，再根據(jù)判斷結(jié)果，完善規(guī)則的編寫。iLogic的所有功能都是調(diào)用自身的函數(shù)實現(xiàn)的，不同于SolidWorks、ProE以及Inventor自身用于二次開發(fā)的API函數(shù)的復(fù)雜難懂，iLogic模塊提供的函數(shù)和代碼簡單易學(xué)，想要實現(xiàn)什么功能，以及如何編寫代碼段實現(xiàn)，具有怎樣的語法規(guī)則，iLogic在規(guī)則編輯器的函數(shù)區(qū)域都已一一列出。所以使用Inventor iLogic進行參數(shù)化設(shè)計，其本質(zhì)就是要了解并掌握其提供的函數(shù)及編程規(guī)則。

3設(shè)計實例

3.1設(shè)計思路

本文以SC型氣缸（見圖1）的快速生成設(shè)計為例，詳細介紹利用iLogic規(guī)則驅(qū)動模型的整個過程。建模分為3個部分，分別為氣缸缸體部分、活塞部分和活塞桿體上的螺母部分，屬于兩層裝配關(guān)系（見圖2）。對于零件模型，在建模之前可以先分析每個部分涉及的建模參數(shù)，例如氣缸直徑、行程以及缸體寬度等，總結(jié)相關(guān)參數(shù)并建立自己的命名規(guī)則。建立命名規(guī)則時，應(yīng)當(dāng)注意變量名稱不能與Inventor中的單位類型相沖突。

在建立模型時，Inventor參數(shù)編輯器會自動記錄每個特征用到的參數(shù)（見圖3），可以對參數(shù)名稱進行修改，與之前總結(jié)的參數(shù)名稱相對應(yīng)。除自動記錄的模型參數(shù)外，還可以自定義用戶參數(shù)，例如氣缸缸體上的“孔1”特征可以通過自定義文本參數(shù)“孔1規(guī)格”的方法進行驅(qū)動修改。創(chuàng)建總裝配體時，Inventor iLogic可以通過創(chuàng)建零件之間的關(guān)聯(lián)達到改變零件尺寸時部件也隨之變化的協(xié)同設(shè)計，這種通過關(guān)聯(lián)尺寸改變部件尺寸的方法大大節(jié)省了時間，提高了效率。裝配時，首先放置各零件模型，添加約束和定位，然后添加用戶參數(shù)，定義關(guān)鍵參數(shù)，使用iLogic語句實現(xiàn)參數(shù)相互傳遞的過程。以下是將零部件定義的尺寸參數(shù)相互關(guān)聯(lián)的部分代碼：

Parameter（“缸體部分：1” “V1”） = Parameter（“活塞部分：1” “d1”）

Parameter（“活塞部分：1” “d1”） = Parameter（“螺母部分：1” “d2”）

這樣即可將零件之間的尺寸相互關(guān)聯(lián)，改變一個零件尺寸，與之相關(guān)的另一個零件尺寸也會隨之改變，重新生成所需要的模型。將模型參數(shù)和用戶參數(shù)定義完畢之后，可以建立一些iLogic規(guī)則，例如賦予模型不同材料特性，完善iproperty中的各項特性等。

3.2自定義用戶界面

利用VB.NET搭建交互界面，首先定義公共變量，變量名稱要與之前定義的fx參數(shù)表中的參數(shù)名稱一致，部分代碼如下：

因為建立模型時所用到的尺寸參數(shù)與根據(jù)標準錄入Excel表格內(nèi)的參數(shù)并不是完全對應(yīng)，Excel表格所有的型號尺寸都是按照國家標準錄入，但建模時所用的部分驅(qū)動尺寸是由標準尺寸計算所得，所以要總結(jié)并列出所有一級尺寸和二級尺寸之間的運算關(guān)系，將計算公式編入程序。當(dāng)輸入一級尺寸數(shù)值時，利用后臺自動運算，可以獲得所需的二級參數(shù)值。編寫好的界面如圖4所示。用戶可以自定義模型各參數(shù)尺寸，也可以選擇標準型號，將Excel表格中的數(shù)據(jù)（見圖5）自動加載到文本框中。為避免用戶輸入尺寸時超出規(guī)定范圍，還可以在程序里加入一些判斷語句，限定尺寸界限，以避免不合理的計算和驅(qū)動過程＼[4＼]。

If L<25 Or L>1000 Then

MessageBox.Show（“氣缸的行程超出了合理范圍，請重新輸入尺寸！”）

編寫好相關(guān)賦值和計算代碼后，運行程序會產(chǎn)生一個.dll文件，將文件放置到三維模型的目錄下可將文件加載到Inventor中。同名參數(shù)會自動一一對應(yīng)，用戶也可以在此基礎(chǔ)上添加規(guī)則，實現(xiàn)一些其它的附加功能。運行規(guī)則，編寫好的界面會自動加載，輸入相應(yīng)參數(shù)，即可對模型進行驅(qū)動。

3.3運行結(jié)果

界面上的參數(shù)與fx參數(shù)表里定義的用戶參數(shù)對應(yīng)，通過輸入自定義尺寸驅(qū)動生成的氣缸模型如圖6所示。

3.4工程圖生成

在建模的同時生成模型的工程圖模板，每次驅(qū)動模型，工程圖也會隨之更新。為了完善模型工程圖，可以對模型iproperty進行設(shè)置，自動生成各零件模型的名稱、規(guī)格、材料和顏色等特性。此外，對于工程的各種操作也可以利用iLogic函數(shù)實現(xiàn)，比如放置各視圖的位置、圖幅大小的控制、標題欄的完善等。iLogic還支持將工程圖導(dǎo)出，轉(zhuǎn)化為AutoCAD DWG以及PDF等常用的文件格式＼[5＼]。

4結(jié)語

本文主要介紹了如何利用Inventor iLogic模塊的功能實現(xiàn)模型的參數(shù)化設(shè)計，并且通過實例論述了整個開發(fā)過程，利用iLogic和VB.NET相結(jié)合的方法創(chuàng)建了良好的交互界面，實現(xiàn)了產(chǎn)品模型快速設(shè)計的目的。由此可見，Inventor結(jié)合iLogic在模型設(shè)計方面能夠?qū)⑵湓O(shè)計重用的能力提高到一個新水平，利用Inventor iLogic能夠?qū)⒛Ｐ蛿?shù)據(jù)融入各個規(guī)則，代替原來手動操作的過程，實現(xiàn)更高效、便捷的模型改型設(shè)計。而Inventor涵蓋的零件、部件、工程圖文檔類型及其支持對零件參數(shù)、模型材料外觀等一系列功能的控制可使其對于產(chǎn)品的改型設(shè)計更加全面、便利。另外，利用VB.NET強大的面向?qū)ο蠊δ軄硗晟普麄€設(shè)計過程中的界面設(shè)計和復(fù)雜的計算過程，使交互過程更加方便、直觀，極大地提高了工作效率。隨著Inventor iLogic技術(shù)的日益完善，用戶關(guān)聯(lián)設(shè)計和自動化設(shè)計的能力也不斷提高，利用編寫好的規(guī)則和程序代替重復(fù)的手動操作，對于各類機械產(chǎn)品的設(shè)計具有重要意義。

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責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：黃健）