电能质量产品参数化设计的关键问题研究

电能质量产品目前主要有以下几种类型：TCR、TSC、SVG、FC等，因产品容量、电压等级、电流、布置场地和当地环境的不同，其工程结构也随之变化。这样就要针对不同情况进行单独的工程结构设计，导致设计时间过长、外形相似零件多次重复设计的问题，另外，在旧图纸的基础上修改设计时，极易因修改不彻底而造成失误。采用Pr/E5.0强大的参数化设计功能，从产品结构层次入手，分别对电能质量产品的两大组件电容支架和电气标准屏柜进行拈化设计，并最终开发出人机交互界面，对两者进行统-管理。

这样可以将设计规范和设计经验从人脑移入电脑，实现设计经验的固化，进而缩短设计周期，提高工作效率。

1 电容支架的参数化设计电容支架作为电容器的载体，是由型材搭建而成的空间框架。其长度和高度都与电容器的数量相联系。在实际情况下，模型的构建完成会分成两种情况：-是给出电容器的数量来确定支架的长度，另外-种则是给定支架长度来确定电容器的数量。这两种情况都需要建立电容支架与电容器之间的关系式，并设定参数变量。电容器在整个装配中是通过阵列方式来实现的，当电容器的数量确定时，可以通过代码来获得阵列中最后- 个电容器的距离值L1，通过计算公式得到支架中梁的长度：LL1W/2D1(如图1所示)。

图1 电容支架a 图2 电容支架b当电容支架中梁的长度L确定时，通过计算公式得到电容器的数量：N (L-2 D1-W)/(WD2)l，得到N值取整 (如图2所示)。

2 电气标准屏柜的参数化设计2.1 EFX7.0在柜体创建过程中的应用电气标准屏柜的参数化设计的过程就是利用TOP-DOWN设计思想进行建模的过程，该设计思想运行于装配模式下，而Pro/ENGINEER5.0下的钢结构生成拈EFX7.0(Expert FrameworkExtension7.0)也是依托装配环境使用的拈，因此，将两者结合来实现柜体框架的构建。对于构成标准屏柜的型材，其长度尺寸远大于横截面尺寸，可将其视为截面梁。EFX7.0中提供的截面梁的生成基准有：在直基准曲线或边上 、在两个基准点或顶点之间 、在弯曲的基准曲线上三种 ，分别用于不同的诚。鉴于电气标准屏柜中的截面梁呈现的是空间直线结构，因此选择以第-种方式作为截面梁的生成基准。在柜体框架实际搭建过程中，需要设计人员能很好的控制截面梁的空间位置，那么，就有必要先了解-下其生成方式，以直基准曲线或边作为生成基准的截面梁依收稿日期：2013-04-03作者简介：林金德 (1985-)，男，河北人，在读硕士研究生，研究方向为基于Pro/E的参数化设计、Pro/E的二次开发。

[102] 第35卷 第8期 2013-08(下) 訇 化附于-个平面和-条直线，这个平面可以是实体平面、基准平面、或者骨架模型中的平面。所以只要控制好这个平面和这条直线，就能很快的生成电气柜的截面梁框架模型，并且截面梁会随着直线的变化而变化 。对于梁与梁之间的连接，EFX7.0提供了接头、连接器功能。这些连接器是参考了截面梁的起始或者终止面来定位的，当截面梁长度变化时，两根梁之间的连接方式不会改变，连接器也不会与之脱离。然而在电气柜框架模型的创建过程中，所用到的截面梁、连接器并不-定存在于EFX7.0自带的元件库中，这时就要对其做进-步定义。

2.2 电气柜骨架模型的建立在Pro/E5.0的装配模式下，参考电气柜的外形 (长宽高)尺寸建立长方体骨架模型。这里的骨架模型就是为EFX7.0提供前文所说的面和线，实质上就是为截面梁 的生成搭建好空间框架 ，即：长方体含有l2条边，对应电气柜的12根主截面梁，长方体的实体表面提供截面梁所需的放置平面。然而，有些截面梁不是沿着骨架模型的边分布的，对于这些非主截面梁，就要再次构建立平面和直线，并做好与骨架模型或主体框架之间的约束关系。这里的骨架模型就是 自顶向下中的顶”，即顶层骨架，它能在宏观上反映装配体的空间模型以及各个子拈间的拓扑关系，通过改变骨架模型中的参数，下级各层依附关系式中的变量发生改变，最终实现装配体的再生 。该变化过程如图3所示。

图3 顶层骨架模型驱动电气柜框架关系图2.3 EFX7.0中截面梁的自定义自定义用户常用的截面梁，就要先认识-下EFX中截面梁的调用和生成过程。在/parts/profiles目录下，可以看到文件夹、TXT文本文档、GIF图片三种格式的文件 。这三种文件与调用截面梁时出现的GUI(Graphical UserInterface)相关联。对于每个文件夹总有-个图片与之相匹配，两者共同来完成对-种类型截面梁在GUI中的定义，因此有几对这样的组合就有几种截面梁。打开任意-个文件夹，如里面再次含有相同名称的文件夹和图片，则表示该类截面梁含有子类型，以此类推。在最后打开的文件夹中，会包含PRT文件和GIF图片文件，前者就是经过类型筛选以后要选取的截面梁，后者为该截面梁的截图，会显示在GUI中，以方便用户选择。如图4所示，guobian-beam 文件下，所包含的各种类型的截面梁，此时无子类型。

通过上面的介绍，设计人 员就可 以自己建立截面梁的生成路径。下面在/parts/profiles目录下新建名为dianqigui-beam的文件夹，并在sel～list.txt里添Jldianqigui-beam dir。在dianqigui-beam文件夹中添加六个模板文件，分别为a.prt，a.drw，a.gif，a.tab，a tab.gif，sellist.txt。seljist。

txt是元素列表，里面添]Jlatab(制表符)prt。gif是该模型的截图，drw文件是模型的二维图，在三维模型做该更改时，会随着三维模型的变化而变化，因此不用手动去改，保持缺省状态即可。prt文件就是模板三维模型文件，用户可以对模型树下 伸出项”做草图编辑，来改变截面梁形状，进而生成用户所需要的截面形状，其他的基准及参考保持缺省状态。tab文件则定义了模型中的参数变量及变量取值列表等内容，与模型中的参数相对应。最后，自定义完成的截面梁库也在图2中显示出来。

2.4 EFX7.0连接器的自定义EFX7.0连接器的存放路径在parts/connectors下，里面的文件类型与定义截面梁时遇到的相同，因此，新的连接器路径的创建方式与截面梁相同，这里不再赘述。下面重点说-下连接器装配的描述内容。tab文件的格式如下：BEGIN ASMDESCRIFI ELEMNEWSEARCH MDL-PARAM THIS原变量名 重新第35卷 第8期 2013-08(下) [1031命名变量C0NFIG ELEMEND IF 1IF 2ELEM EXISTUSER SELECT FACE用户选择的参考面END-IF-2SEARCH-MDL REF THIS PLANE原参考面重新名参考面SEARCH-PROFSYSTEM-B0RE-ENDPNT参考面 参考面的终止点ASSEM BLE THIS装配类型 参考l参考2ENDASSEMBLEENDASM-DESCR连接器装配的定义在表文件中的描述就是这样的大体流程-始部分对原变量重新命名，即声明该变量，表明本文件下面要用到这些变量名或者是参考面。注意这些变量名或者参考面要与PRT文件中的相对应。然而，有些是需要用户选择的，例如装配面，就要用到 用户选择 ”命令，来将这些面或者点准备好。上面的-切准备为的就是 ASSEMBLE THIS”命令，该命令用来实现连接器的装配。自己定义电气标准屏柜中的连接器，tab文件如下：BEGIN-ASM～DESCRiF ]ELEM-NEWSEARCH M DL PARAM THIS L LSEARCHM DL-PARAM THIS L1 L1SEARCH M DL PARAM THIS L2 L2SEARCHM DL-PARAM THIS L3 L3CONFIGELEMENDjF1IF ELEMEXISTUSER SELECT FACE PROF SIDE FACEUSER～SELECT FACE ATTACH.SURFACEEND- -IF- -2SEARCHMDLREF Tm S PLANE YZ YZSEARCH M DL REF THIS PLANE OFFSET[1O4] 第35卷 第8期 2013-08(下)PLANE 0FFSEIlPLANESEARCHMDLREF THIS PLANE XZ XZSEARCH PR0F SYSTEM B0RE ENDPNTPRoFlSIDEJ ACE PROFlENDPNTASSEMBLE THISALIGN PR0FSIDEFACE YZALIGN ATTACH SURFACE XZPNT 0N SRF PR0F ENDPNT OFFSETPLANEEND-ASSEMBLEEND ASM DESCR自定义完成的连接器如图5所示，用户通过改变参数L、Ll、L2、L3的数值，来控制该连接器形状的变化。设计人员也可按照实际情况，增加或者减少参数，但相应也要改动tab文件中的命令。 当梁与梁之间的连接不是很规则时，例如两根梁端是相互交叉连接，就要考虑先将梁段进行修整、切割，需加入命令行如下：CREAT- -JOINT Jointtype Refenrence 1Reference2 Reference3该命令用来创建两根梁之间的连接方式，虽然是在调用连接器时使用，但执行对象只是截面梁，用来实现梁连接处的修整。Jointype为连接类型，其中包含表面对齐 (SURF-ALIGN)、T型连接 (T-JOINT)、截面分离的表面对齐(SURF-ALIGN-OFF)、 截面分离的T型连接(T-JOINT- OFF)。后面两种类型就能实现不规则梁的切割而不会影响到连接器的安装。Refenrencel，Reference2是用户需要选择的参考面，比较容易理解。Reference3为装配面与梁端面之间的距离。最终装配完成如图6所示。

图5自定义完成的连接器 图6连接器装配完成3 结束语本文是以 电能质量产品参数化系统设计”务I泣 匐 化项 目为研究背景，分别对电容支架和电气标准屏柜的的参数化设计进行了探讨。其中，在电气标准屏柜的设计过程中，将TOP-DOWN的设计理念与EFX7.0相结合，快速创建模型。在该过程中，提出并运用了具有专利点的设计思想。另外，截面梁与连接器库的建立在很大程度上节约了设计人员的时间，其 选择即可用”的特点也能更好的将TOP-DOWN设计思想的优势进-步发挥 。