一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法

摘要

本发明公开了一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法，属于计算机辅助制造的技术领域。其技术方案为：包括步骤S1：钢管基础模型的建立，步骤S2：钢管库的建立，步骤S3：钢管库的更新，步骤S4：整车骨架基础通用模型的建立，步骤S5：根据车型确定驱动参数数值。本发明的有益效果为：整车骨架快速设计可以智能化提取设计参数、从型材库中查找合适钢管模型、完成替换，最终实现全承载车辆骨架设计的快速原型，本发明方法提高了工作效率、缩短了开发周期，避免了重复性工作。

权利要求

1.一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤；

步骤S1：钢管基础模型的建立，根据规范建立钢管基础模型，选取驱动参数，保存模型；

步骤S2：钢管库的建立，以钢管基础模型建立族表，将驱动参数增加到族表中，并编程创建参数输入界面，规定钢管模型文件名称以及参数，根据钢管模型名称及参数输入规则，对族表编程处理，建立钢管库；

步骤S3：钢管库的更新，根据需求确定参数，在参数输入界面内输入驱动参数，然后按照标准进行参数检查，当参数符合标准时，创建需求参数的钢管模型，更新钢管库，当参数不符合标准时，返回参数输入界面内再重新输入驱动参数，直到符合标准后创建钢管模型，更新钢管库；

步骤S4：整车骨架基础通用模型的建立，搜集整车骨架经验资料、总结其通用特征，在钢管库里选择钢管，完成整车骨架基础通用模型的装配，根据整车骨架通用特征，选择驱动参数计算可变参数，编程提取参数，在钢管库里查找并替换符合参数条件的钢管模型；

步骤S5：根据车型确定驱动参数数值，在整车骨架基础通用模型程序设计中输入驱动参数，自动完成整车骨架模型钢管的替换、二维生产图纸更新，进行整车骨架原型的快速设计，然后进行模型校核以及更改，如果模型校核以及更改不符合标准，再重新在整车骨架基础通用模型程序设计中输入驱动参数，然后自动完成整车骨架模型钢管的替换、二维生产图纸更新，进行整车骨架模型的快速设计，然后进行模型校核以及更改，直到符合标准。

2.根据权利要求1所述的全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法，其特征在于，所述步骤S5包括：步骤S51:在PROE中建立整车骨架模型，将构成骨架的各个钢管简化成梁单元，以中段骨架为例,标注中段骨架的车架中心线以及车门中心线；

步骤S52：以车架中心线以及车门中心线为对称中心线，将骨架中的梁单元进行分类，以钢管截面尺寸为分类标准；

步骤S53：以纵向梁之间的位移作为格栅的宽度，包括前格栅宽度N、中格栅宽度P1、后格栅宽度P、中门两横梁宽度S和中段两横梁宽度T；

步骤S54：以横向梁之间的位移作为骨架的长度，包括中段总长度L、中门长度M、前格栅长度D、中格栅长度D2以及中门两格栅长度设为变量值D1；

步骤55：前格栅以及中格栅梁两横梁截面宽为d1，中门两横梁与中门两纵梁截面宽为d2,中门两横梁之间的位移为固定值d3。

3.根据权利要求2所述的全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法，其特征在于，所述D2=D=(L-M-d1*2)-D2，所述S=(T-P- d1*2)/2,所述D1=(M-d3-d2*2)/2。

说明书

一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法

技术领域

[0001] 本发明涉及计算机辅助制造的技术领域，特别涉及一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法。

背景技术

[0002] 快速响应用户需求、完成产品设计已经成为企业发展的重要目标。对于系统庞大的全承载客车骨架设计来说，首先对需要的钢管进行三维设计，然后将各个钢管装配到骨架模型总成中。这个设计过程任务量大、周期较长， 并且还存在以下几个问题：第一，单个钢管直接设计工作量较大；单个钢管设计完成后，生产图纸所需的参数须人为输入，失误概率较大；不能根据钢管使用规则纠正人为失误，造成三维实体与内部参数不符，可能造成生产废料现象，给企业带来经济损失；所设计的钢管模型不便于管理、不能形成型材库，更不能实现骨架模型钢管智能替换。第二，在骨架模型设计阶段，钢管须逐一装配到骨架模型里，装配过程繁琐，不便于修改，不能形成产品系列化设计、设计周期较长。单个钢管设计与骨架模型设计钢管逐一装配严重影响了全承载客车骨架方案的设计进度。为了提高工作效率、缩短开发周期，对于重复性高、类似性大的钢管建立型材库，对于系列化的全承载骨架，实现设计快速原型是十分必要的。

发明内容

[0003] 为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是：提供一种帮助设计人员减少工作量、快速高效的完成设计任务的全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法。

[0004] 一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤；

[0005] 步骤S1：钢管基础模型的建立，根据规范建立基础钢管模型，选取驱动参数，保存模型；

[0006] 步骤S2：钢管库的建立，以钢管基础模型建立族表，将驱动参数增加到族表中，并编程创建参数输入界面，规定钢管模型文件名称以及参数，根据钢管模型名称及参数输入规则，对族表编程处理，建立钢管库

[0007] 步骤S3：钢管库的更新，根据需求确定参数，在参数输入界面内输入驱动参数，然后按照标准进行参数检查，当参数符合标准时，创建需求参数的钢管模型，更新钢管库，当参数不符合标准时，返回参数输入界面内再重新输入驱动参数，直到符合标准后创建钢管模型，更新钢管库；

[0008] 步骤S4：整车骨架基础通用模型的建立，搜集整车骨架经验资料、总结其通用特征，在钢管库里选择钢管，完成整车基础通用模型的装配，根据整车骨架通用特征，选择驱动参数计算可变参数，编程提取参数，在钢管库里查找并替换符合参数条件的钢管模型；

[0009] 步骤S5：整车骨架原型的快速设计，根据车型确定驱动参数数值，在整车基础通用模型程序设计中输入驱动参数，自动完成整车骨架模型钢管的替换、二维生产图纸更新，进行整车骨架原型的快速设计，然后进行模型校核以及更改，如果模型校核以及更改不符合标准，再重新在整车基础通用模型程序设计中输入驱动参数，然后自动完成整车骨架模型钢管的替换、二维生产图纸更新，进行整车骨架原型的快速设计，然后进行模型校核以及更改，直到符合标准。

[0010] 进一步，所述步骤S5包括：

[0011] 步骤S51:在PROE中建立整车骨架的模型，将构成骨架的各个钢管简化成梁单元，以中段骨架为例,标注中段骨架的车架中心线以及车门中心线；

[0012] 步骤S52：以车架中心线以及车门中心线为对称中心线，将骨架中的梁单元进行分类，以钢管截面尺寸为分类标准；

[0013] 步骤S53：以纵向梁之间的位移作为格栅的宽度，包括前格栅宽度N、中格栅宽度P、后格栅宽度P、中门两横梁宽度S和中段两横梁宽度T；

[0014] 步骤S54：以横向梁之间的位移作为骨架的长度，包括中段总长度L、中门长度M、前格栅长度D、中格栅长度D以及中门两格栅长度设为变量值D1。

[0015] 步骤55：前格栅以及中格栅梁两横梁截面宽为d1，中门两横梁与中门两纵梁截面宽为d2,中门两横梁之间的位移为固定值d3。

[0016] 进一步，所述D=(L-M-d1*2) /2，所述S=(T-P- d1*2)/2,所述D1=(M-d3-d2*2)/2。

[0017] 本发明的有益效果是：钢管库设计可以根据参数规则编写程序，对输入参数做智能化检测，自动生成钢管型材库；整车骨架快速设计可以智能化提取设计参数、从型材库中查找合适钢管模型、完成替换，最终实现全承载车辆骨架设计的快速原型。本设计方法可以建立适应用户个性化需求的型材库，利用型材库对骨架设计快速原型，完成可用于生产整车骨架的技术资料，快速响应用户需求，本发明方法提高了工作效率、缩短了开发周期，避免了重复性工作。

附图说明

[0018] 图1为钢管的截面尺寸图。

[0019] 图2为钢管的三维模型示意图。

[0020] 图3为可视化的族表型材截面切角参数输入窗口。

[0021] 图4为截面参数输入不符合规则提示窗口。

[0022] 图5为本发明中段骨架的结构示意图。

[0023] 图6为中段骨架基础通用模型的结构示意图。

[0024] 图7为中段骨架基础通用模型对应的二维生产图纸BOM 表。

[0025] 图8为设计参数变更后中段骨架的自动更新示意图

[0026] 图9为设计参数变更后的中段骨架对应的二维生产图纸BOM表。

具体实施方式

[0027] 针对全承载骨架设计过程中钢管逐一装配，任务量大、周期长的问题，本发明提供了一种全承载客车整车骨架的自动设计平台的搭建方法。

[0028] 参见图1-图9，本发明主要包括两部分，钢管型材库参数化设计和整车骨架快速设计。

[0029] 1、钢管型材库参数化设计实施方案（图1-图4）

[0030] 1）钢管基础模型的建立，根据规范建立基础钢管模型，选取驱动参数，保存模型；钢管库的建立，以钢管基础模型建立族表，将驱动参数增加到族表中，并编程创建参数输入界面，规定钢管模型文件名称以及参数，根据钢管模型名称及参数输入规则，对族表编程处理，建立钢管库。

[0031] 根据企业的标准与规范，确定钢管的驱动参数，并在PROE中，建立标准的三维模型作为钢管库的基础模型。

[0032] 以基础模型创建分级族表（结合企业标准可选择不同分级族表，本方法以二级族表为例说明其实施方案，第一级族表可变参数为截面和切角）

[0033] 编写程序，建立参数输入界面，在界面输入所需参数，点击确定，保存模型，即完成第一级族表模型的建立。

[0034] 以一级族表的基础模型创建第二级族表，（二级族表可变参数为长度和材料代码）[0035] 在参数界面输入长度参数，点击确定，保存模型，完成钢管型材库的建立。

[0036] 建立参数输入界面的程序

[0037] If Cells(m, 6) > 90 Then

[0038]   Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0039]   MsgBox "左切角超过90"

[0040] ElseIf Cells(m, 6) < 10 Then

[0041]   Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0042]   MsgBox "左切角小于10"

[0043]   Else

[0044]   End If

[0045] If Cells(m, 7) >= 90 Then

[0046]   Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0047]   MsgBox "右切角超过90"

[0048]   ElseIf Cells(m, 7) < 10 Then

[0049]   Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0050]   MsgBox "右切角小于10"

[0051]   Else

[0052]   End If

[0053] If Cells(m, 7) <= Cells(m, 6) Then

[0054] Else

[0055] Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0056] MsgBox "α角必须大于β角"

[0057] End If

[0058] If Cells(m, 3) >= Cells(m, 4) Then

[0059] Else

[0060] Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0061] MsgBox "B必须大于等于A"

[0062] End If

[0063] If Len(Cells(m, 3)) = 3 Then

[0064]   If Len(Cells(m, 4)) = 3 Then

[0065]      Cells(m, 1) = "G" & Cells(m, 3) & Cells(m, 4) & (10 * Cells(m, 5)) & Cells(m, 6) & "1" & Cells(m, 7) & "XXXX"

[0066]   ElseIf Len(Cells(m, 4)) = 2 Then

[0067]      Cells(m, 1) = "G" & Cells(m, 3) & "0" & Cells(m, 4) & (10 * Cells(m, 5)) & Cells(m, 6) & "1" & Cells(m, 7) & "XXXX"

[0068]      End If

[0069] ElseIf Len(Cells(m, 3)) = 2 Then

[0070]    If Len(Cells(m, 4)) = 2 Then

[0071]       Cells(m, 1) = "G0" & Cells(m, 3) & "0" & Cells(m, 4) & (10 * Cells(m, 5)) & Cells(m, 6) & "1" & Cells(m, 7) & "XXXX"

[0072]      Else

[0073]       Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0074]      MsgBox "截面参数不符合规则"

[0075]       End If

[0076]  Else

[0077]       Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0078]      MsgBox "截面参数不符合规则"

[0079] End If

[0080] For i = 1 To m - 1

[0081]      If Cells(m, 1) = Cells(i, 1) Then

[0082]        Rows(m).Delete Shift:=xlUp

[0083]        MsgBox "已存在 "

[0084]      End If

[0085]       Next i

[0086] 2）钢管库的更新，根据需求确定参数，在参数输入界面内输入驱动参数，然后按照标准进行参数检查，当参数符合标准时，创建需求参数的钢管模型，更新钢管库，当参数不符合标准时，返回参数输入界面内再重新输入驱动参数，直到符合标准后创建钢管模型，更新钢管库。

[0087] 所建立钢管型材库包含两级族表模型，其输入参数一级族表为切角和截面尺寸；二级族表为为长度和材料代码。企业标准对于钢管的规范以程序的形式约束在参数输入过程中，若所输入参数不符合企业标准将自动纠错，并有错误种类提示功能。本方法假定企业标准截面宽B必须大于等于截面高A。输入参数B=40，A=60不符合企业标准有错误提示。

[0088] 2、整车骨架的快速设计实施方案（图5-图9）

[0089] 整车骨架基础通用模型的建立，搜集整车骨架经验资料、总结其通用特征，在钢管库里选择钢管，完成整车基础通用模型的装配，根据整车骨架通用特征，选择驱动参数计算可变参数，编程提取参数，在钢管库里查找并替换符合参数条件的钢管模型；

[0090] 整车骨架原型的快速设计，根据车型确定驱动参数数值，在整车基础通用模型程序设计中输入驱动参数，自动完成整车骨架模型钢管的替换、二维生产图纸更新，进行整车骨架原型的快速设计，然后进行模型校核以及更改，如果模型校核以及更改不符合标准，再重新在整车基础通用模型程序设计中输入驱动参数，然后自动完成整车骨架模型钢管的替换、二维生产图纸更新，进行整车骨架原型的快速设计，然后进行模型校核以及更改，直到符合标准。

[0091] 本方法以某一整车骨架中段为例说明其实施方案

[0092] 1）根据骨架通用特征，对骨架模型特征分析（图5）

[0093] 在PROE中建立整车骨架的模型，将构成骨架的各个钢管简化成梁单元，以中段骨架为例,标注中段骨架的车架中心线以及车门中心线；

[0094] 以车架中心线以及车门中心线为对称中心线，将骨架中的梁单元进行分类，以钢管截面尺寸为分类标准；

[0095] 以纵向梁之间的位移作为格栅的宽度，包括前格栅宽度N、中格栅宽度P、后格栅宽度P、中门两横梁宽度S和中段两横梁宽度T；

[0096] 以横向梁之间的位移作为骨架的长度，包括中段总长度L、中门长度M、前格栅长度D、中格栅长度D以及中门两格栅长度设为变量值D1。

[0097] 前格栅以及中格栅梁两横梁截面宽为d1，中门两横梁与中门两纵梁截面宽为d2,中门两横梁之间的位移为固定值d3。

[0098] 所述D=(L-M-d1*2) /2，所述S=(T-P- d1*2)/2,所述D1=(M-d3-d2*2)/2。

[0099] 式中，

[0100] d1为前格栅以及中格栅梁两横梁截面宽；

[0101] d2为中门两横梁与中门两纵梁截面宽；

[0102] d3为中门两横梁之间的位移；

[0103] L为中段总长度；

[0104] M为中门长度；

[0105] T为中段两横梁宽度；

[0106] P为中格栅宽度以及后格栅宽度。

[0107] 在PROE程序中，更新设计参数，完成钢管模型的自动替换。

[0108] 当中段总长度L为3240mm,中门长度M为1400mm,前格栅宽度N为891mm, 中格栅宽度以及所述后格栅宽度为831mm,为例选取钢管型材库中合适钢管模型，装配三维骨架基础模型。（图6）

[0109] 当中段总长度L为4180mm,中门长度M为1480mm,前格栅宽度N为725mm, 中格栅宽度以及所述后格栅宽度为831mm,为例选取钢管型材库中合适钢管模型，装配三维骨架基础模型。（图8）

[0110] 2）根据骨架特征在PROE参数模块中增加驱动参数，在程序模块中，增加程序代码，实现提取驱动参数，查找符合参数条件的钢管模型的功能查找钢管模型的程序函数代码如下：

[0111] LOOKUP_INST("name",matchmode,Valuename,Value,)

[0112] name:含有族表的模型名字（带后缀）；matchmode：查找原则，取值为-1,0,1.-1表示查找小于等于给定值且最接近给定值的模型实例；0表示查找等于给定值的模型实例；1表示查找大于等于给定值且最接近给定值的模型实例。Valuename：族表里参数名。Value表示用来匹配参数大小的数字。

[0113] 3）钢管特征分析

[0114] 二维生产图纸也会根据三维模型快速自动更新（当图4更新为图5时，对应图7自动更新为图9）

[0115] 其中，本文对客车用钢管BOM管理编号规则作出如下规定：客车用矩形钢管零部件号共有20位(包括“-”)，其结构型式见下表。

[0116]

[0117] 1）、矩形钢管代号用大写英文字母“G”表示

[0118]  2）、矩形钢管规格代号由8位阿拉伯数字表示，从左到右前3位表示矩形钢管截面大尺寸，中间3位表示矩形钢管截面小尺寸，最后2位表示矩形钢管厚度；

[0119] 3）、矩形钢管切角形状及角度代号下表的规定。

[0120]

[0121] 4）、长度代号：长度代号由4位阿拉伯数字表示，单位是mm，表示范围为1～9999mm，考虑到钢管长度的取值太多，本文规定，长度位数为0/2/5/8。若钢管长度位数不符合规定，尾数按小原则选取；

[0122] 5）、材料代号由1位阿拉伯数字表示。

[0123] 0表示牌号为Q235A的无缝冷拔钢管；

[0124] 1表示牌号为Q345B的无缝冷拔钢管；

[0125] 2表示牌号为Q235A的无缝卷焊钢管；

[0126] 3表示无缝高强度冷拔钢管。

[0127] 例如：G04003020901450200-1表示：矩形钢管截面40mm*30mm，厚度2mm，1代号切角钢管见表1，两侧角度分别为90°及45°长度200mm，材料为Q345B。

[0128] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。