基于CATIA V5平台模型装配过程中的干涉分析

基于CATIAV5平台模型装配过程中的干涉分析干涉分析功能用于对装配模型进行碰撞分析、接触分析和间隙分析，并判断各元件之间的干涉程度。根据需要，还可以进行不同水平的干涉分析，如从简单干涉探测到详细的碰撞、接触和间隙分析。其中，选择的干涉类型决定分析结果。1前言多年来，装夹设计主要依赖经验，定性分析较多，定量分析较少，且计算复杂，同时缺乏必要的优化设计，设计的图样不够直观。在装夹过程中，工人要认真消化图样，设计过程前期的潜在问题，在总装时汇总，达不到预期的效果，甚至造成返工。设计过程中的装配干涉问题，无法在设计中提前发现，造成工人的劳动强度增大，已经很难适应当今快速、多样化的制造需求。这一特点为计算机辅助装配系统的研制与开发，提出了亟待解决的问题。现在，大量三维实体造型软件崛起，如CATIAV5、NX、SolidWorks、SolidEdge等，推动了设计领域的新革命，由于这些三维软件，不仅可创建三维实体模型，还可利用设计出三维模型进行模拟装配和静态干涉检查、机构分析、动态干涉检查、动力学分析、强度分析等，通过运动干涉检验和校核最小间隙还可以进行机构运动分析。CATIAV5软件中的干涉分析模块提供了各种对干涉结果进行分析的工具，并提供了用于浏览干涉结果的Preview窗口或InterferenceResults窗口，还能够将结果文件保存为text、XML和HTML格式输出。2干涉分析的意义在以往的二维图设计过程中，产品与夹具零件之间、夹具零件之间、夹具与焊钳之间、夹具部件内部的及部件之间的运动关系、操作空间等难予判定，在完成装配件的设计后，需要对装配件中包含的各个组件的信息进行整理。如果装配件包含的组件的尺寸存在误差，我们在组件图中无法直接发现这种尺寸匹配问题，经常出现夹具在制造完成之后发现干涉或者操作空间不够而造成修改甚至造成报废的情况。针对这种状况，我们应用CATIA提供的空间分析模块——SpaceAnalysis对各个Part之间进行干涉检查和空间关系的判定；使用先进的干涉检查与分析工具、高级的断面分析工具、测量工具、距离分析工具和3维几何对比工具等进行最佳的DMU校验。SPA以交互式或以批处理方式进行碰撞、间隙及接触等干涉检查计算，并得到更为复杂和详尽的分析结果。距离分析和3D几何模型对比工具能够分析比较3D几何模型并将结果进行可视化显示，运用剖面观察器，设计人员可以对计算结果进行剖视，并在剖面上进行测量以便更进一步的了解并评估被比较对象之间的差异。该模块的应用，使设计人员可以通过最优化的观察、大部分的设计错误都能被发现或避免，使得零件关系的空间关系的判定变得简单容易，从根本上避免了干涉问题的出现，大幅提高了设计质量和效率。3干涉分析介绍CATIAV5干涉分析提供了两种不同类型的分析工具，如果只进行初步的干涉探测，可以选择ParttoPartClash命令；如果进行详细的干涉分析，则需要选择Clash命令。在干涉分析中，可以结合其他的空间分析命令，形成组合命令对干涉结果进行详细分析。例如截面选取功能，其中的切削平面操作(PlaneManipulations)、几何目标定位(GeometricalTarget)和体积切割(VolumeCut)，还有测量功能都可以用在干涉分析中。进行干涉分析时，如果要对多个产品进行分析，为了方便操作，可以将这些产品定义成一个组(Group)，以后只要对定义的组进行操作即可。4干涉分析对话框设置从工具栏中单击按纽，或选择菜单栏中的Insert\clash命令，出现如图1所示的对话框。点击图片查看大图图1干涉分析对话框(1)名称栏中输入干涉分析名称。(2)设置Type选项，其中包括两种类型。a.干涉类型Contact+Clash检查两个产品是否发生干涉和接触。Clearance+Contact+Clash除检查两个产品是否发生干涉和接触外，检查两个产品间是否有小于规定的间隙。其后面的数值就是规定的间隙值。其后面的数值就是规定的间隙值。AuthorizedPenetration此干涉类型允许产生用户给定的渗透深度，而不产生干涉。类型后面的数值区域被击活，可以在其中输入允许的渗透深度植。这种类型主要用于电缆、连接和柔性体之间的干涉分析。Clashrules允许使用Knowledgewarecapabilities编写干涉规则。b.计算类型Betweenallcomponents系统默认选项，测试整个文件中，每个产品相对其他产品的干涉情况。Insideoneselection在所选产品中，测试每个产品相对其他所选产品的干涉情况。Selectionagainstall测试所选每个产品相对整个文件中其他产品的干涉情况。Betweentwoselection测试Selection1中每个产品相对Selection2中每个产品的干涉情况。5干涉计算干涉分析提供了如下两种进行干涉计算的方法。(1)ParttopartClash可对两个部件间的干涉和间隙进行探测，是进行初步干涉分析的方法。(2)Clash对选择的部件进行详细干涉、接触和间隙分析，是进行干涉分析的主要工具。5.1Parttopartclash分析(1)选择菜单栏中AnalyzeYParttoPartClash命令，弹出如图2所示的对话框。点击图片查看大图图2干涉检查对话框(2)从树形图中选择进行干涉分析的两个部件，选择时按住Ctrl键，如图3所示。点击图片查看大图图3选择干涉分析的部件(3)选择分析/zixun/类型a.Clash相当于Clash分析中的Contact+Clash组合。b.Clearance相当于Clash分析中的Clearance+Contact+Clash组合。(4)Result栏中的指示灯的颜色代表的含义如下。a.红色代表部件间发生干涉。b.黄色代表部件间有接触。c.绿色代表部件间有间隙。单击应用，结果如图4和图5所示。图5中的指示灯显示黄色，两个部件发生接触。点击图片查看大图图4干涉分析结果点击图片查看大图图5干涉分析后的干涉分析对话框(5)单击取消，分析结束。注意：此干涉分析功能只能对两个零部件进行分析。5.2Clash分析干涉检查分为以下两步。初试计算探测和鉴定干涉的类型。详细计算计算干涉图示（三角形网格代表接触和间隙，曲线代表碰撞）和渗透深度或最短距离。5.2.1干涉分析的步骤a.单击按钮，弹出如图1所示的对话框。b.选择的计算类型，选择进行干涉检查的产品，如图6所示。点击图片查看大图图6选择干涉分析对象c.单击应用，进行干涉分析，结果如图7所示。点击图片查看大图图7干涉分析结果5.2.2干涉结果分析干涉分析完成后，其分析结果显示在CheckClash对话框的下面。对话框提供了3种对干涉结果进行分析整理的方式，系统默认Byconflict方式。干涉结果栏中，Numberofinterference列出了发生干涉的总数没目以及各种干涉发生的数目。Filteilist用于简化显示结果，使结果按照类型、次序、和状态关系排列，如图8所示。点击图片查看大图图8按照类型、次序和状态关系排列干涉结果a.Type包括Clash、Contact和Clearance3种类型。b.Val