Catia管路设计模块客户化定制

CATIA管路设计模块(Tubing Design)客户化定制

【摘要】CATIA管路设计模块为数字样机中管路的设计、建立、修改和分析等工作提供了方便快捷的工具。国内企业在应用CATIA管路设计模块实施管路设计时，必须按企业执行的管路设计相关标准进行客户化定制。本文根据实际应用，较为详细的介绍了企业运用CATIA实施管路敷设时客户化定制的原理、方法和步骤。

【关键词】管路设计(Tubing Design) 定制环境设置

1 概述

CATIA管路设计模块(Tubing Design)以其操作简便、数据处理能力强、支持数字化制造等优越的功能特性而广泛用于航空、船舶和汽车等行业进行数字样机建模。由于CATIA系统原Tubing Design模块中的管子(Tube)及管路连接件(Tubing Part)均采用的是英制标准，在应用Tubing Design模块实施管路设计前必须按企业执行的管路设计相关标准进行客户化定制。客户化定制应在数字样机建模工作开展前统一实施。CATIA 管路设计环境客户化定制工作主要包括两方面的内容：CATIA Tubing Design 模块系统定制和管路标准件的创建。2 系统定制基本原则

(1) 保持原CATIA系统目录结构及系统文件不改变。

(2) 定制好一个系统后，以客户化定制包的方式发布实施。

(3) 对每个CATIA系统均需按要求进行CATIA Tubing Design环境设置。

3 CATIA Tubing Design模块系统定制

3.1 管路标准的收集和整理

首先根据企业目前执行的系统设计、管子材料和管路零部件相关标准和技术规范，以及管路系统数字样机的应用需求，参照CATIA Tubing Design模块的“Tube属性”页面( 如图1所示)所列的内容整理出管路设计模块需定制的客户化信息。这些信息主要包括：

CommodityType(工作介质)，如：液压油，压缩氮气等；

Design Pressure(设计压力)、Operating Pressure(工作压力)，如：5MPa，8MPa等；

NominalSize(公称尺寸)，如：5mm、6mm、8mm、10mm等；

EndStyle(端头型式)，如：扩口、无扩口、焊接、滚波等；

Outside Diameter(外径)，如：5mm、6mm、8mm、10mm等；

Wall Thickness(导管壁厚) ，如：0.5mm、0.6mm、0.9mm、1mm等；

Material Category(材料类别)，如：不锈钢、碳素钢、铝合金、铜等；

Material Code(材料代号)，如：1Cr18Ni9Ti、20、45、LF2-M、T2等；

Specific Gravity(比重)，如：7.94g/cm3、2.68 g/cm3等；

BendRadius (弯曲半径)，如：2.5D、3D等；

MinTangent Length (最小切线长度)，如：25mm、1.5D等；

MinStraight Length(最小直线长度)，如：35mm；

MaxBendAngle(最大弯曲角)，如：180°；

MinGripLength(最小夹持长度)，如：20mm、30mm等；

Tube Specification(应用规范和标准)：如：HB4-1-83（扩口）、HB5966～5969-96(无扩口)等。

图1 管子和管路零件属性页面

3.2 创建Tubing特征字典文件

Tubing特征字典文件是Tubing Design模块后台的一个核心控制文件，该特征字典文件的作用是将前面收集和整理好的管子和管路零件属性进行分类和统一规划管理。通过创建符合企业标准的特征字典文件及修改与之相关联的Tubing Design模块

系统文件来达到系统客户化定制的目的。Tubing特征字典文件是在Feature Dictionary Editor环境下创建的(如图2所示) 。

图2 管路特征字典文件

3.3 创建资源管理PRM (Project Resource Management)文件

PRM文件定义了管路设计平台系统文件的位置及其相互之间的联系和指向，并以目录树的形式将这些系统文件分类管理起来，以保证管路建模时，系统能正确、快速地找到客户化定制好的标准信息。系统原PRM文件通常存储在CATIA系统安装目录下的“……\intel_a\startup\EquipmentAndSystems\ProjectData”目录中，文件格式为.xml，可以通过文本编辑器或xml文件编辑器编辑修改其内容，使其相关内容指向要定制的Tubing Design模块系统文件(如图3所示)。

图3 修改PRM文件

3.4 定义企业管路标准（standard）

(1) 由于客户化定制要修改大量的Tubing Design模块系统文件，为了保证不破坏CATIA原系统文件，修改系统文件前需将CATIA系统安装目录下的“……

\startup\Equipment AndSystems\”目录中的“Tubing”及“DiscreteValues”目录拷贝到事先规划好的目录位置。下文中所有客户化定制工作均是对拷贝的目录进行操作。

(2) 启动catia程序，打开……\Tubing\Standards目录下的TubingStandards.catalog文件，双击左边结构树的standards，单击open user dictionary命令图标，选择3.2节中定制好的字典文件(.CATfct)，单击Add catalog Template命令图标，定义新的管路标准(如图4所示)，如：HB(航标)。

(3) 在……\Tubing\Standards下新建管路标准目录(如：HB)，复制系统原有管路标准目录(如:SSTL)下所有文件到新建的管路标准目录下，并将文件重命名(如：将文件前缀改为HB-)。

图4 定义管路标准

(4) 由于从原系统拷贝来的TubingStandards.catalog文件仍指向原系统文件，所以必须重新映射新定义的管路标准的catalog文件。在CATIA的catalog editor工作台下，双击左边结构树新定义标准下的第一个Family(如：“NominalSize”)，选择“add component”图标命令，在对话框中单击“select document”,在HB目录下选择对应文件名的CATProduct格式文件，没有.CATProduct时选择TXT文件。逐个完成对每个Family的操作，如图5所示。

(5) 对……\Tubing\Standards\HB目录下的TXT文件逐个进行编辑，使其中的内容适合新的管路标准。对.CATProduct文件，打开后修改其“PartNumber”值，并重新映射参数表(Design Table)关联的TXT文件，最后打开参数表(Relation-Design Table)，检查相关内容准确无误。TXT文件修改内容举例如下：

HB-TubeDimensions.txt文件内容：

NominalSize Schedule BendDiameter(mm)

OutsideDiameter(mm)WallThickness(mm)

H6 6 6 0.6

H8 8 8 0.65

H10 10 10 0.75

……

图5 映射新定义管路标准的catalog文件

3.5 定制管路规范（Specification）

这里所说的规范是指在既定管路标准的框架下的一些常用或强制性的自动化功能描述。比如要求扩口的管子只能跟扩口管路标准件相连、管子的弯曲半径等于管径的3倍等。

(1) 启动catia程序，打开……\Tubing\Specification目录下的TubingSpecificati ons.catalog文件，双击左边结构数Specification，单击open user dictionary命令图标,选择3.2节中定制好的字典文件(.CATfct)，单击Add catalog Template命令图标,定义新的规范(如：Hydr)，如图6所示。

图6 定义管路规范

(2) 在……\Tubing\Specification目录下新建规范目录(如：Hydr)，复制系统原有规范目录(如:SS150r)下所有文件到新建规范目录中，并将文件重命名(如:将文件前缀改为Hydr-)。

(3) 在CATIA的catalog editor工作台下，双击左边结构树Hydr下的第一个Family，例“BranchingRules”,选择“add component”图标命令，在对话框中单击“select document”,在Hydr目录下选择对应名字的CATProduct格式文件，没有CATProduct时选择TXT文件。逐个完成每个Family。原理和方法参见3.4节的第(5)条内容。

(4) 对……\Tubing\Specification\Hydr目录下的TXT文件逐个进行编辑，使里面内容适合新的管路规范。对.CATProduct文件，打开后修改其“PartNumber”值，并重新映射参数表(Design Table)关联的TXT文件，最后打开参数表(Relation-Design Table)，检查相关内容准确无误。TXT文件修改内容举例如下：

Hydr-TurnRules.txt文件内容：

NominalSize BendRadius(mm) DiameterFactor NumberOfMiterCuts

H6 0 1 0

H8 0 3 0

H10 0 0 0

……

3.6 管路设计(Tubing Design)环境设置

要使客户化定制的管路系统文件生效必须要进行CATIA Tubing Design运行环境

进行设置，其方法和步骤如下。

(1)新建环境文件。从程序菜单启动catia environment editor工具→执行菜单命令environment-new新建一个环境文件，将Name改为“Tubing_Env”，mode应设置为global，product line设置为catia，选中add desktop icon(如图7所示)

图7 新建环境文件

(2) 编辑环境文件。找到新建的环境文件Tubing_Env.txt(图7中“Global Environments:”所指的目录下)，编辑修改其内容，使其内容指向已定制好的系统文件。示例如下：

CATGraphicPath=d:\catiav5\b08\intel_a\resources\graphic;……;d:\catiav5\b08\int

el_a\resources\graphic\textures;D:\611_PROJECT\CATFCT（添加内容）CATUserSettingPath=D:\Catiav5_env\CATSettings（修改）

CATTemp=D:\Catiav5_env\CATTemp（修改）

CATDisciplinePath=D:\611_Project\ProjectData（添加）

(3) 启动CATIA程序，使CATIA管路设计系统指向新定制的环境文件，如图8所示。

图8 置新定制的管路环境为当前环境

3.7 创建基本管线(Line ID)

(1) Line ID是CATIA管路设计中最基本的属性。它定义了管路的一些基本特征，如：管子规格、材料、端头形式、壁厚、工作介质等，并将之有效地组织管理起来。

(2) 创建Line ID。在Tubing Design工作台，选择Create Line ID命令，单击properties,进入Tube属性表，填写或选择相关的管路标准内容，CATIA系统将按指定的属性生成管路设计中要应用的Line ID。在进行管路设计前应按工程需求将数字样机中所有可能要用到的Line ID创建好。

4 管路标准件的创建

4.1 创建管路标准件

将常用的管路连接件做成Tubing Design中用Place Tubing Part命令可调用的标准件，在管路设计应用中可大大提高工作效率，利用其系统内的自动匹配功能，可进一步优化设计过程，减少设计中的错误和重复设计工作。

在Tubing Design工作台，选择Build Tubing Part命令,依次完成管路连接标准件的模型定义、参数化驱动和管路连接属性定义，并保存为CATpart文件。

4.2 标准件的组织管理

在数字样机的管路设计中，为了方便地对管路标准件进行调用。定义好的管路标准件需用Catalog文件管理起来， Catalog文件的创建方法和步骤如下。

(1) 在……\Tubing\TubingDesign \ComponentCatalogs目录下建新一个目录(如：HB)，新建一个Catalog文件，保存在新建的目录下，并命名为TubingParts.catalog。

(2) 在catalog Editor工作台编辑TubingParts.catalog文件，选择add application chapter/family图标命令(如图9)，按规划好的框架结构创建标准件类别(如图10所示)。

图9 添加标准件类别

图10 管路标准件组织框架图11 添加子类

(3) 添加子类(Family)。在catalog Editor工作台打开TubingParts.catalog文件，双击标准件结构树的父接点, 选择add application chapter/family图标命令(如图11所示)，进入Class Browser窗口，按系统提示创建相应的子类。

(4) 将4.1节中定义好的标准件与刚建立的标准件框架关联起来。在catalog Editor 工作台打开TubingParts.catalog文件，双击左边结构树中子接点,选择add part family definition命令,单击select document,选择4.1节中定义的管路标准零件(.CATpart文件)。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管理起来。

至此，CATIA管路设计模块(Tubing Design)的客户化定制工作基本完成。用3.6节创建的环境文件启动CATIA程序就可以开展管路设计和建模工作了。我所的枭龙飞机数字样机在国内率先全面应用了CATIA Tubing Design进行管路设计，大大提高了工作效率和设计质量，管路设计周期缩短了50％以上，有效的降低了设计和制造成本。

姓名：蒋代兵(助工)

工作单位：成都飞机设计研究所

通讯地址：成都394信箱45分箱

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