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SOLIDWORKS 配置允许您在单个文件中设计模型的多个变体。这意味着您可以拥有不同尺寸和形状的模型,可能具有不同的选项甚至不同的材料,所有这些都存储为一个项目。
当带有配置的模型在 SOLIDWORKS 中打开时,您可以在不同版本之间切换,并独立使用它们。您可以检查质量属性或分别运行每个配置的分析。
当在装配中使用具有配置的模型时,装配可以决定使用哪个配置。如果您在装配体中有多个具有配置的模型实例,则每个实例都可以引用不同的配置。
当绘图显示具有配置的模型时,每个绘图视图都可以选择显示模型的哪个配置。这允许您将不同版本的模型并排放置在一张图纸上,或者为每个不同的模型版本创建一张图纸。
配置通过在您的 SOLIDWORKS 模型中存储不同的参数值来工作。例如,更新尺寸以显示零件的不同尺寸。
想象一下像洗衣机这样简单的东西。通过驱动内径、外径和厚度,您可以创建一系列不同尺寸的垫圈。
置通过在您的 SOLIDWORKS 模型中存储不同的参数值来工作。例如,更新尺寸以显示零件的不同尺寸。
想象一下像洗衣机这样简单的东西。通过驱动内径、外径和厚度,您可以创建一系列不同尺寸的垫圈。
您不必拥有一个包含所有不同尺寸垫圈的 SOLIDWORKS 模型的文件夹,您可以拥有一个包含每种尺寸配置的零件。这简化了您的工作流程并减少了您需要存储和维护的文件。只需添加 washer.sldprt,选择适当的配置即可。
另一个通常控制的参数是特征的抑制状态。虽然单独控制垫圈的尺寸将使我们能够捕获所有平垫圈甚至挡泥板垫圈,但通过添加另一个特征,我们可以将我们的平垫圈变成外齿垫圈。另一个功能可以将平垫圈变成内齿垫圈。您可以添加特征来制造从肩垫圈到精加工垫圈再到贝氏垫圈的任何垫圈。您可以使用配置来抑制或取消抑制这些特征以获得您想要的垫圈。当您使用装配体配置时,此特征抑制也会扩展到装配体特征和配合。草图和草图关系抑制状态,甚至草图尺寸的驱动状态(驱动/驱动)都可以是特定于配置的。
配置还可以控制模型的属性。这使您可以控制工程图注释和材料明细表中显示的内容。这可以是任何自定义属性(例如表面处理、供应商、SKU),也可以是 SOLIDWORKS 控制的特殊属性,例如描述、零件号、材料、颜色,甚至配置是否在缩进 BOM 中展开。
在装配体中创建配置时,您可以控制每个组件实例的许多参数。如果该组件有配置,您可以让每个装配体配置选择它引用的组件配置。此外,您还可以控制每个实例的抑制状态以及每个实例的固定或浮动位置。
还有大量不常用的参数也可以通过配置来控制。如果您覆盖质量属性以表示购买的组件,则这些值对于不同的配置可能不同。如果您使用比例特征,则 X、Y 和 Z 比例因子可以是特定于配置的。当您引用具有配置的零件时(例如将其作为组件插入装配体中),您可以选择具有基础零件和拆分零件等特征的零件配置。甚至某些特征参数(如结束条件和草图平面)也可能因配置而异。
SOLIDWORKS 帮助文件文章“可配置参数”会随着新功能添加到软件的每个版本而不断更新。当存在可用于控制配置的问题时,最好检查此列表。
现在我们了解了什么是配置,以及我们可以在配置之间控制我们的模型,让我们看看人们为什么使用配置的最常见用例。
配置最常见的应用是创建模型族。这些“相同但不同”的物品具有共同的设计,具有一系列决定产品存在方式的设计规则。例如,管件有多种管径、材质和角度,有的带有法兰,有的带有内螺纹或外螺纹……
正如我们提到的,我们可以控制配置之间的尺寸、特征、材料和属性,以便在单个 SOLIDWORKS 模型中制作所有这些管道弯头。
这意味着当我们创建使用这些弯头的组件时,我们只需插入 elbow.sldprt 并选择我们需要的弯头。如果我们决定创建组件的配置,我们的高压和低压配置可以使用相同的模型实例并使用不同的配置。在此用例中使用配置的好处是:
配置的第二个最常见的应用是表示产品在其整个生命周期中的不同状态。通常,这指的是制造过程中的不同步骤。例如,对于钣金零件,SOLIDWORKS 将通过抑制特征自动创建弯曲和展平的配置。
根据折叠和打孔中涉及的机器数量,您可能有一系列配置代表产品在整个制造过程的不同阶段。同样,对于机加工零件,您可以使用一个配置表示从锻造处收到的零件,另一个配置表示模型从立式铣床出来后的模型,另一个配置表示零件从钻床出来后的配置,等等.
在这种情况下,不同的配置通常不会被组件使用,而是被绘图使用。这使我们能够为车间的每个团队成员创建单独的 2D 图纸,这样他们就可以严格专注于他们特定的加工操作要求。这也使我们能够为中间检查站创建多个检查图纸,因此他们将拥有一张准确表示他们收到的零件的图纸。它还允许我们拥有一个模型,我们可以使用该模型为下一个制造步骤设计工具和夹具。
移动的产品也可以表示为不同的状态。像铰链这样常见的东西通常用配置来表示,无论它是作为零件还是装配体构建。虽然铰链可能由三个或更多部件组成,但对于设计师而言,它通常是一个单独的项目,需要使用一个部件编号进行订购。这导致铰链通常被构建为单个零件模型,以及打开、关闭或 30 度和 45 度角的配置。创建铰链组件并使该组件灵活,以便可以打开和关闭铰链通常会产生不必要的繁重计算负载,从而降低装配性能。
移动组件通常以多种配置存储,以显示组件的极端位置和中间位置。这允许在更大的组件中使用时探索各种方向的间隙和质量属性(如质心)。这也允许工程图视图以各种状态描绘装配体,以用于装配、检查和维护目的。
配置还用于为绘图和其他下游应用程序创建不同的模型表示,这些应用程序可能不会描绘现实生活中可能不存在的模型版本。简化的模型在绘图中非常强大,可以帮助读者专注于重要的事情。维护手册可能会删除组件或组件细节,或者可能会创建复杂的剖面图,而这些剖面图可能难以或无法使用工程图视图工具执行。同样,删除与下游应用程序(如 CAM、分析或在线查看器导出)无关的细节或功能通常是有益的。删除不必要的细节可以使这些产品更有效地运行并产生更准确的结果。例如,当为虚拟现实或在线 3D 查看器导出文件时,
在 SOLIDWORKS 中创建配置的主要方法有以下三种:
当要创建的配置数量很少时,最常使用手动创建配置的方法。该过程涉及转到配置管理器并根据需要添加新配置。配置处于活动状态后,您可以使用通常使用的方法更改参数(例如,双击尺寸或编辑特征),但您现在将看到一个参数范围,允许您选择选项,例如“所有配置”、“此配置”和“指定配置”。
如果将此范围从“所有配置”更改为“此配置”,则此参数将变为特定配置,并且指定的新值将仅适用于当前活动的配置。
您可以根据需要在配置之间切换,以更新模型的参数值。您可以随时捕获新参数。无需注册甚至创建所有参数即可开始创建配置。
除了您控制的标准模型参数外,您还可以创建特定于配置的自定义属性。这些对于在工程图中填充链接注释(如注释和气球)以及填充材料清单 (BOM) 非常有用。配置特定的自定义属性在属性对话框中有自己的选项卡,以将它们与适用于所有配置的自定义属性分开。
此外,配置管理器本身有配置属性,允许您控制配置。您不仅可以控制配置的名称,还可以控制它的描述,是否在物料清单中使用它(例如,不会使用简化表示),甚至是否从 BOM 中排除此配置(相对于不同的正在使用的配置)、其部件号(可以与文档名称不同),甚至是配置特定的颜色。
为了更好地支持手动配置过程,这里甚至有一个选项允许您在此配置中自动抑制新特征和配合。这意味着如果您向模型添加新选项,它们将自动从您的产品版本中排除。如果不合适,您可以随时取消抑制它们。这只是控制默认行为。
当您开始创建手动配置时,您还可以将配置添加到现有配置。这将创建一个派生配置,一个从另一个配置创建的配置。驱动父配置的任何参数将自动驱动子配置,除非它们已明确应用于子配置。
这允许您细分产品配置,例如,您可以有一个垫圈模型,您可以在其中为不同类型的垫圈(例如平垫圈、精加工垫圈、分体垫圈)创建配置,然后在每个配置下,您可以创建每个可用尺寸的子配置。
这还允许您混合和匹配您的用例。我们可以为不同尺寸的钣金支架创建配置。然后我们可以为支架构造中的不同制造步骤提供子配置,包括平坯、平冲、端部成型和完全成型。
使用手动配置方法,我们首先创建并激活一个配置,然后我们对该特定配置进行更改。一旦建立了一系列配置,每次添加新功能或修改设计意图时,您都需要确保所做的更改正确反映在所有配置中。这可能意味着为每个配置设置尺寸值或选择一个特征并确定每个配置的该特征的抑制状态。
SOLIDWORKS 预见到了这种需求,并提供了一个界面来让您更轻松地完成这项工作。当您通过右键选择功能管理器中的功能来抑制或取消抑制功能时,您将收到“配置功能...”选项。
当您选择“配置特征”选项时,您会看到“修改配置”对话框,它允许您更改所有配置的选定参数(在本例中为特征抑制)。甚至还有一个选项可以添加新配置和底部的几个按钮,大多数人甚至都不会注意到。
第一个按钮只是调换(旋转)表格以便于阅读。重建按钮允许您控制是只重建所有配置还是只重建当前配置。按钮的下一部分允许您按类型(特征/草图尺寸、组件、自定义属性、配置参数)显示或隐藏可配置参数。组合框向您显示您已保存的此配置信息的所有视图,并带有一个允许您保存新视图的按钮。这意味着您可以选择一系列包含法兰特征抑制和所有法兰尺寸的列,然后将其保存为法兰视图。这些视图仅用于快速调出您要查看和编辑的列。它们不在中存储任何配置信息。最后一个图标按钮将为模型中的每个配置参数(一个或多个配置具有不同值的任何参数)添加一列。这使您可以快速设置所有配置的所有参数。
请务必注意,您的机器上必须安装有效的 Microsoft Excel 实例才能使用 SOLIDWORKS 系列零件设计表。
设计表还允许您在一个界面中处理所有配置和所有参数。但是,与修改配置对话框不同,设计表使用 Excel 电子表格来定义参数、值和配置。这允许您获取现有数据表,重新格式化它们,并使用它们快速创建大量配置,并驱动大量参数。
通过在每行的第一列中添加具有配置名称的行来创建配置。通过在每列的标题中包含参数名称来驱动参数。您可以使用“插入”>“表格”>“Excel 设计表”功能快速创建设计表。这为您提供了创建系列零件设计表的三个选项。
自动创建选项是最常用的来源。这会提示您选择要控制的维度和特征,并自动为您创建具有正确格式和语法的表格。这还将自动为已指定的任何配置和配置参数填充表格。由于所涉及的语法,参数名称或值应该是什么可能并不总是很明显。因此,人们通常开始手动配置模型,确定需要配置哪些参数,然后自动创建设计表,以便他们可以粘贴配置值。
使用空白选项,SOLIDWORKS 还将识别配置和配置的参数,并提供通过对话框添加它们的功能,您可以在该对话框中选择将哪些配置创建为行以及将哪些参数创建为列。
来自文件选项假定您知道参数语法并且电子表格格式正确。在大多数情况下,这些文件来自其他配置的部分。保存设计表(通过从配置管理器的表文件夹中右键选择设计表)或打开设计表(通过在同一右键选择菜单中选择编辑表)并将数据复制并粘贴到新的 Excel 文档。然后根据需要修改数据,并将文件导入另一个 SOLIDWORKS 模型以配置新模型。
创建系列零件设计表后,即可对其进行扩展。在编辑设计表时,您可以双击模型中的特征和参数,并且列将添加到设计表中,以显示该特征的抑制状态或所选尺寸的值。
其他参数(如自定义属性)、特征参数(如比例特征参数)和配置参数(如颜色)存在语法。大多数这些语法的详细信息记录在 SOLIDWORKS 帮助中,但有些语法(如比例特征)最好通过自动创建或在表格编辑期间双击方法添加。
重要的是要注意设计表的格式和结构有一些特殊性。参数名称必须在第二行,配置名称必须从第三行开始。单元格 A1 必须始终为空白。您还必须确保不要留下任何空白行。一旦 SOLIDWORKS 在第一列中遇到空的配置名称,它将假定已到达表格底部。
几年前,SOLIDWORKS 开发了成为 3DContentCentral 的概念。总体思路是为 SOLIDWORKS 用户提供一种营销其产品的方式,方法是让 SOLIDWORKS 内的其他 SOLIDWORKS 用户可以使用这些产品。理论上,能够直接从目录中提取 SOLIDWORKS 模型并将它们直接放入您的 SOLIDWORKS 装配体中的便利性将提供无与伦比的便利性,使您的产品更具吸引力。
为了便于创建产品系列以在 3DContentCentral 中推广,SOLIDWORKS 引入了 Configuration Publisher 。该工具允许您创建更加以用户为中心的界面来创建模型的配置。使用典型方法时,当您选择要使用的配置时,您只是简单地浏览配置名称列表。配置发布者允许您创建自定义属性管理器,用户可以在其中指定输入来驱动可配置模型,而不是从预定义配置列表中进行选择。这意味着您的用户不需要知道您的配置名称。
使用配置发布器从带有设计表的可配置模型开始。如果您想预定义所有配置,确保您的用户只能从批准的设计配置中进行选择,则将行添加到设计表以定义配置。SOLIDWORKS 将此称为多重配置方法,因为您要确定产品的允许配置。
启动配置发布器(从功能管理器或配置管理器顶部的右键选择)将为您显示设计表中每一列的下拉菜单或复选框。您可以将这些控件拖动到设计区域以创建您的自定义 PropertyManager。您可以更改输入上的标签以创建稍微更好的用户体验。可见性条件也可以应用在控件的可见性基于另一个控件的值的情况下(您指定“父”控件和每个父值的隐藏/显示值)。
此外,配置发布者可用于控制未预定义所有配置的可配置模型(称为单一配置方法)。这种方法仍然需要设计表,以确定可以控制模型的哪些参数。通过这种方法,SOLIDWORKS 不仅提供列表和复选框控件,还提供允许用户输入任何数字的数字字段。
您是使用手册、配置表(修改配置对话框)还是设计表方法通常取决于您在设计过程中所处的位置、必须填充的配置和参数数量以及数据源。
无论您是创建零件模型还是装配体模型,这些方法都非常有效。手册、配置表和设计表都支持零件和装配体。
这些方法也不相互排斥。可以进行手动更改以更新设计表(设计表属性中的一项设置),并将在“修改配置”对话框中自动更新。大多数模型通常是用一些配置创建的,以测试参数更改,并将参数捕获为可配置的。然后,一旦定义和调整了所有功能和参数,数据就会填充到设计表中以创建所有配置。
在本文开头,我们确定了 SOLIDWORKS 配置的三个主要用例。
当谈到利用配置的模型来创建更多的零件和组件时,简单之处在于您实际上只需要更改正在使用的配置。例如,当配置零件用作基础零件时,基础零件特征可以选择将哪个配置用作基础零件。这使我们能够创建铸件并保存表示该铸件不同尺寸的配置,然后使用基础零件特征将铸件插入新零件中。然后我们可以选择我们正在使用的铸件尺寸,然后将我们的制造步骤添加为加工铸件的特征。在这种情况下,使用基础零件功能允许我们将铸件作为单独的文件来隔离我们的知识产权或允许我们使用相同的铸件来创建多个产品,以不同的方式加工每一个。类似的功能可用于拆分部件。
使用配置当然可以减少库中 SOLIDWORKS 文件的数量。当您可以在单个 washer.sldprt 文件中存储数十个甚至数百个垫圈时,它肯定会减少硬件库文件夹中的文件数量,从而更容易知道将哪个模型插入到您的装配体中。让我们来看看在 SOLIDWORKS 装配体中指定和管理零部件配置的机制。
请注意,术语组件指的是插入到程序集中的东西。组件可以是零件,也可以是插入到更大装配体中的装配体。子装配组件在包含表示多个版本的配置方面表现得像零件,但在它们使用构成它们的零件方面表现得像装配体。这就是为什么我们在之前的文章中非常小心地引用模型,而不是指定零件或组件,除非有特殊原因。
配置的组件将以与任何其他组件相同的方式插入到您的 SOLIDWORKS 装配体中。在大多数情况下,您甚至可能不知道刚刚插入的组件具有配置。事实上,每个模型都以一个名为“默认”的配置开始,并且在功能管理器中没有指示您的组件是否有更多配置。
上一篇文章中讨论的用于创建和管理配置的三种相同方法也可用于管理装配体中组件的配置。对于程序集,我们控制的参数分为三类。第一个是控制插入到装配中的组件的各个实例。这些参数包括:
第二类为装配体中的特征提供控制。这些可能是经典意义上的装配体特征,如切口和孔,但也指配合、草图、阵列、参考几何体和其他可以添加到装配体的特征。
最后一个类别添加了对程序集本身属性的控制。这包括:
在程序集本身中创建配置再次使我们回到用例。如果装配是“相同但不同”的产品,则装配配置可用于通过配置被引用的组件实例配置来控制构成产品的零件的配置。
将两个不同的零件插入装配体并使用抑制状态来确定每个配置中使用哪个零部件也很常见。这样做将不可避免地需要控制每个配置的配合抑制。由于 SOLIDWORKS 不提供任何配置替换组件的功能,因此引入这些相互排斥或竞争的组件是最常见的解决方案。同样,如果无法在您的配合中配置参考,最常见的解决方案是创建特定于零部件的配合并控制它们的压缩状态以匹配它们配合的零部件的状态。
为了解决装配体可能存在多种状态的用例,为了说明或分析目的,经常使用组件抑制来移除组件。但是,要考虑的一个方面是零部件抑制会从配合求解计算中移除零部件。它会删除压缩零部件的参考。这可能会导致子特征出现问题,例如配合、参考和装配体特征,甚至注解和参考尺寸被删除或悬空。组件可以隐藏在装配体中,而不是被抑制,这意味着它们仍然存在于计算中并将防止悬空问题。但是,无法配置组件的可见性状态。
我们将在本系列的后续文章中讨论一种称为显示状态的功能,作为此问题的解决方案。
正如我们为分析或 CAM 所讨论的那样,可能会倾向于查看配置的用例以简化,并出于性能原因将其应用于装配体。随着程序集的增长,性能可能会下降到程序集在低功率工作站上变得无法使用的程度。虽然配置似乎是创建加载速度更快的更简化版本的机会,但 SOLIDWORKS 确实提供了一系列大型装配体工具来帮助解决这些性能问题。这些工具通常侧重于加载模型的轻量级版本,或者不根据体积等标准加载零件。在您需要访问这些部分的参考之前,这些方法通常就足够了。
创建装配配置的首选过程是主要的手动创建。这主要是由于有关如何创建程序集的工作流程。用户通常会发现在将组件添加到程序集时更容易处理组件的可配置性。流程变为:
插入组件 > 选择组件配置 > 配合 > 保存 > 重复
当涉及到使用具有竞争或互斥组件的配置创建装配体时,工作流程通常是相同的,但您只需要确保首先激活正确的装配体配置。与零件建模中的手动过程一样,您要进行更改以更新活动配置。有类似的工具可以自动压缩新特征和配合,并自动压缩在配置未激活时添加的新零部件。谨慎使用这些选项可以节省大量时间。
两个不一定需要装配配置但作为配置的一部分实现的附加功能是创建装配分解图和断裂视图。分解图是一种装配功能,而不是绘图功能,虽然绘图确实具有分解视图的功能,但装配功能更强大一些。请务必注意,分解视图必须在装配体中创建,分解视图和分解视图实际上属于一个配置。
基本原则是您的模型必须能够更改以创建所有配置而不会出现任何错误。
这应该不是问题,因为 SOLIDWORKS 就是为了改变。但是使事情变得更困难的是,您只能使用配置可用的工具来进行这些更改。这意味着您可以更改特征、尺寸值和其他参数的压缩状态。但这也意味着您不能将草图矩形更改为草图圆形。这意味着您无法编辑倒角的定义并将其从角度-距离更改为距离-距离。这意味着您无法将打孔向导孔从沉头孔更改为槽。
这并不意味着您需要完全放弃配置。这只是意味着您需要计划并确保您的模型是为可配置性而设计的。这可能会违背您在培训中学到的一些准则。它可能与您尝试采用的“每个特征都应直接、一对一地对应于要在车间执行的制造步骤”的方法背道而驰。
需要意识到的重要一点是,我们将期望 SOLIDWORKS 对我们的模型进行更改、重建并呈现结果。正如任何 SOLIDWORKS 用户所知,进行更改可能会导致问题。有时会丢失参考或遇到不良几何条件。如果这种情况发生在您在 SOLIDWORKS 中进行手动更改的日常生活中,这不是什么大问题。您将看到“有什么问题”对话框,您可以进入并通过编辑特征或草图并选择新参考或添加新关系或尺寸来解决问题。
使用配置时,您不会获得相同的可见性和反馈。您将处于一个完全不同的上下文中(在工程图中或在装配体中),并且您将通过简单地选择要使用的新配置来远程调用所有这些更改(特征抑制、尺寸值等)。进行更改后,SOLIDWORKS 将在后台静默重建模型。您必须确保模型能够正确重建。
这意味着计划、测试和应用一些基本的最佳实践。
可配置模型最重要的方面可能在于模型对您的设计意图的表示。设计意图是决定您的模型为何看起来如此的所有知识和规则,更重要的是,确保它能够正确响应变化。您用来建立草图和特征以及实体和装配体的工具决定了您的设计将如何对变化做出反应。
当您添加草图关系时,例如,使两个孔相等,您并不是说它们恰好具有相同的直径值。您正在建立一个规则,即 SOLIDWORKS 用于求解您的草图的一系列方程式中的一个参数方程式,即这两个圆必须具有相同的直径……始终如此。如果这不是您的设计意图,那么您应该重新考虑这种关系,并改为添加两个单独的维度。通过使用两个单独的尺寸,您可以灵活地独立设置这些圆的直径。
这个概念超出了草图关系,扩展到尺寸标注方案、您选择的特征、您选择的参考和最终条件、配合系统,以及您如何构建模型的许多其他方面。在设计模型时,您需要不断计划,考虑可以更改的内容、可以/将在您的配置中驱动的内容,以及这些更改将如何影响您当前创建的功能。
记录您的计划是个好主意,这样您或您团队的其他成员就可以参考您的模型是如何设置的。
当您在圆角或倒角中选择多条边线或将多个点添加到孔向导草图中时,您正在建立一种将始终一起处理的关系。如果您需要单独抑制或驱动它们,请确保将它们构建为单独的特征。
同样,当您选择要在其上绘制的面或平面时,请考虑特征管理器树中更上层的任何内容是否会影响该面或平面。改变尺寸会移动这个面或平面吗?抑制较早的特征是否会导致此面或平面不再存在或发生更改?如果存在任何这些条件,请考虑以下问题:您选择此面或平面是因为这是设计的意图,还是因为该面或平面恰好位于具有当前值和选项集的正确位置?
应成为可配置建模要求的一项核心实践是命名所有由配置驱动的参数。一旦进入配置或设计表,了解配置驱动的唯一方法就是名称。这意味着特征或草图的名称以及您计划驱动的任何尺寸的名称。花点时间给他们起一个有意义且独特的名字。请记住,尺寸将在其草图或特征的上下文中,因此当我们说名称需要唯一时,如果您将其命名为草图或特征,“ID”是内径的一个非常好的名称属于。进入表格后,您将能够看到全名“ID@TopBoltHole”和“ID@skFlange”。然而,“ID@Sketch5”将难以识别和管理。
在创建可配置模型时,您可以开发的另一个核心实践是始终了解您正在建立的关系。当您创建拉伸时,您会自动创建一些父子关系,不仅在草图和特征之间,而且在草图和您选择作为草图平面的面或平面之间。结束条件可以创建父子关系。您选择作为参考的边线和面,例如圆角和外壳以及边线法兰等特征,都会创建父子关系。
父子关系的问题在于,当父项被抑制时(请记住我们正在创建一个会更改的模型),您必须确保下游的所有内容(即在特征管理器下方)仍然具有所有引用他们需要正确地重新计算。这就是规划的用武之地。如果您了解,在构建模型时,某些配置中将抑制哪些特征,那么您可以确保所有下游特征都引用将在您的配置中持续存在的实体。
关键是要注意通过创建动态的、可配置的模型来创建特征的步骤,以避免任何不需要的父子关系。了解哪些实体将被压制,哪些实体将持续存在。这里有一些提示可以帮助您避免不必要的亲子关系:
当谈到这些可配置模型中导致问题的区域的热门列表时,紧随父/子关系之后的是草图和配合。我们已经确定了草图和配合的首要问题,这恰好是悬垂的父/子关系。
这两种技术的第二个复杂之处在于它们都使用参数求解器将一系列关系组合成单一的几何状态。我们看到参数求解器的两种行为有时有点不可预测。第一个与进行大的更改有关。当值从一英寸更改为 500 英寸时,与仅从一英寸更改为两英寸相比,它更可能导致不可预知的结果。几何和尺寸可能会翻转。电弧可能会反转。奇怪的事情可能会发生。生成的几何图形是否是您指定的约束集的有效解决方案?大概。它是可制造的吗?很多时候不是。
通过将草图简化为较少数量的实体和关系,通常可以避免这些类型的不可预测行为。这通常需要您创建多个特征,以创建更稳定的模型。这不是问题。这只是意味着您需要向系列零件设计表中添加更多的列。您甚至可以将这些功能组合到一个功能文件夹中,并用一个列来驱动它,如果这真的让您感到困扰的话。
不可预测性的另一个来源在于使用具有多个解决方案的关系。像相切这样的关系通常有许多有效的解决方案。即使是尺寸(通常在草图实体之间或在远距离配合中)也可以经常改变方向,同时仍然提供有效的解决方案。在某些情况下,明智地选择参考(通常是草图外部或装配体静态部分中的参考,“接地参考”,如果您愿意的话)可以提供更稳定的草图或配合解决方案。大多数情况下,简化草图也是解决此问题的最佳方法。
在草图、特征和配合中要避免的另一个尺寸错误是永远不要使用负值。SOLIDWORKS 允许在某些情况下使用负值。尺寸本身不是负数,但它告诉 SOLIDWORKS 翻转尺寸,然后应用该值。如果您知道模型的现有状态,那很好。但在我们蒙着眼睛做所有这些事情的“自动化”世界中,负值是行不通的。花点时间建立一个参考,你可以确信你会有一个积极的价值,如果需要的话,设置第二个特征或第二个伙伴。
手动创建配置实际上会在创建模型时进行一定程度的测试。当您在配置之间切换时,您正在测试您正在捕获的更改。在整个创建过程中不断彻底地测试您的模型非常重要。配置表和设计表可以一次推送大量更改。确保您单击通过您的配置,不仅检查它们没有错误,而且检查它们是否被正确驱动到正确的尺寸,具有正确的特征抑制,以及正确的属性和参数值。
如上所述,最常见的问题发生在进行大的更改时,因此当您创建必须更改的功能时,请手动输入您的配置将推入维度的值。测试极端值以确保当您从最小配置更改为最大配置时,不会出现任何问题。一次更改多个维度。遍历每个维度可能不会导致问题,但请记住,您的配置将同时进行所有这些更改。
您的可配置模型越精细,您创建的配置越多,测试所需的时间就越多。请务必为这段时间做好计划,并确保您有一种智能的方式来验证模型的配置。了解您需要在每个配置中查找什么以确定配置是否成功生成。
创建稳定、可用的配置的关键是规划。这并不意味着您必须在开始建模之前坐下来开发规范文档。但这确实意味着您应该始终提前计划您将控制哪些功能,并确保您所做的任何引用都将随着模型的更改而持续存在。了解会发生什么变化,并确保您为该变化做好计划。
在 DriveWorks,我们是 SOLIDWORKS 自动化领域的领导者。虽然 DriveWorks 可以使用 SOLIDWORKS 模型做很多您不能使用标准 SOLIDWORKS 功能做的事情,但我们使用的一些技术可以应用于标准 SOLIDWORKS 配置。
参考几何可用于创建更稳定的模型并克服由于父子关系可能遇到的问题。参考几何体还可以用于许多其他方式,以创建更可配置和更智能的模型。关键是利用参考几何图形更准确地表示您的设计意图
例如,在偏移关系或壳特征不可行的情况下,草图中的中心线可以与相等关系结合使用以表示一致的壁厚。在这里,左边的设计意图是说有几个区域都应该是 0.25 厚。但如果设计意图是它们都应该相等,那么使用草图中心线和右侧显示的相等关系将确保这些厚度始终相同,并且您只需要驱动一个尺寸。
草图关系的局限性在于它们被设计为在单个草图中解决。但是,如果不同特征中的边需要关联,则可以显示草图并设置不同草图中实体之间的关系(如果它们位于平行平面上)。
对于在非平行平面中具有几何体的情况,您可以使用多种附加技术。链接值功能允许您创建两个关联的维度以共享一个值。在典型情况下,链接值允许您更改任何链接的维度,并且所有维度都将更新。为了我们的利益,我们将始终驱动相同的维度,但这是将维度绑定在一起的快速简便的方法。
本质上,所有链接值所做的是在维度和全局变量之间创建一个等式。方程式和全局变量这两种技术都是处理配置模型的绝佳工具。配置模型的目标是驱动尽可能少的参数。但这不是效率问题,这归结为设计意图。在大多数情况下,我们看到 SOLIDWORKS 用户在他们的设计表或配置模型中驱动太多参数,这是因为他们没有从客户输入的角度来处理他们的驱动参数。
如果您认为您的设计表记录了您要求客户做出的选择(想象一下 Configuration Publisher,每个客户输入都有一个字段),当您的设计表中有多个具有相同值的列时,您必须依赖客户要知道这些不同特征的厚度应该是一样的。那是设计意图,这不是您应该依赖客户知道或做的事情。如果这两个厚度应该始终相同,那么设计表中应该有一个“壁厚”列,所有相关厚度都应该从中得到。
链接值是执行此操作的一种方法。方程式和全局变量是另一种很好的方法。您的设计表可以驱动全局变量的值。反过来,该全局变量可用于驱动几何图形甚至自定义属性来填充您的材料清单和绘图注释。
任何确定值的设计意图规则(例如,当您的零件的厚度由 2022 ASME 锅炉和压力容器规范第 VIII 节的 UG-16 的规定确定时),那么该设计意图就应该纳入您的模型与水平草图关系一样多。方程式和全局变量允许您包含这些计算。全局变量甚至允许您使用您的设计表来添加您将无法输入的输入。哪种类型的草图尺寸可以让您输入压力容器的内部压力?在设计表中定义压力容器的内部压力将使您能够使用方程式计算壁厚。
创建多个配置时,您可以利用 Excel 界面中的填充和自动完成功能。事实上,将设计表导出或复制到外部电子表格中是很常见的,这样它就可以开发成完整的表格。这是插入设计表属性管理器中“来自文件”选项的主要原因。
但是,在设计表中添加行时很容易忘记公式的存在。在这种情况下,设计意图将在新行中丢失。您捕获的公式不会应用于所有配置。您可以尝试添加注释、格式设置等,以尝试通知正在访问设计表的用户存在公式,但这会成为维护问题。
此外,当您在 SOLIDWORKS 模型本身和系列零件设计表之间拆分设计意图时,您将失去通过编辑 SOLIDWORKS 模型创建自定义配置的能力。如果您使用设计表中的公式创建所有预定配置,如果您尝试手动添加新配置,则这些值将不包括您在设计表中构建的任何规则。
我们要回顾的最后一种技术是布局草图的使用。布局草图是用于驱动多个下游特征的任何 2D 或 3D 草图。有些模型非常适合这种技术,而其他模型则不太适用。
布局允许您将所有驱动尺寸放在树顶部的草图中。这使您可以将所有草图实体放在一个草图中,从而更容易应用参考几何体和几何关系来表示您的设计意图。这还允许您将所有内容放入模型中,就在树的顶部,这可以减轻由父子依赖性引起的大量麻烦。
SOLIDWORKS 提供了大量工具来捕捉模型的设计意图。重要的一点是确保您的模型的设计意图被完整和正确地捕获。设计意图不仅控制你的模型是如何形成的,而且控制它为什么这样形成,以及它如何对变化做出反应。通过控制变化,我们可以输入客户将知道的值,并确定我们的模型实际需要的维度。
配置提供的功能可以减少将新组件插入装配体或创建一系列“相同但不同”的零件或创建处于各种状态的零件的多个图纸所需的鼠标点击次数存在。我们看到的第一个缺点是,当我们使用一个 M5-0.8 x 25mm 内六角螺钉时,我们不仅插入了那个螺钉,而是插入了整个螺钉系列。
可配置零件的概念是我们通常在单个零件文件中定义整个零件系列。我们的 SOLIDWORKS 装配体必须能够显示活动配置的几何体和活动配置的特征管理器,并可能将同一零件的多个配置显示为同一装配体中的不同实例(我的意思是,我刚刚制作的宜家橱柜内置有九种尺寸的螺丝!)。这意味着零件文件必须包含大量关于每个配置的信息和/或根据需要为每个配置计算该信息。
对于具有大量配置的部件,您会注意到的第一件事是文件大小可能会变得非常大。如上所述,每个配置都有几何信息、预览信息、特征管理器信息和其他信息,此外还有设计表的 Excel 文件信息和模型文件中通常不会包含的其他配置特定信息一个部分。大文件会导致加载时间过长,尤其是在通过网络加载程序集时。此外,当您进行打包或使用其他方法移动或复制组件时,您不只是运输一个或两个螺丝,每次您要运输该组件时都必须包括整个库.
配置部件还有其他性能考虑因素,即包含在可配置模型中的所有无关特征,这些特征在当前配置中被抑制。在开发可配置组件时,这是一个重要的考虑因素。我们能否拥有一个名为 screw.sldprt 的零件,其中包括各种尺寸的螺钉以及各种类型的头、各种类型的点、各种类型的螺纹、肩部、孔眼、挂钩、U 型和 J 型以及第二个螺纹(包括吊架螺栓)?是的,我们当然可以。但仅仅因为我们可以,并不意味着我们应该。
创建零件族的好处是我们可以快速创建零件,并且可以在装配体中轻松地在它们之间切换。一旦我们的配置列表太长而无法轻松滚动,以及加载时间太长且无法通过网络轻松传输或加载的部分,我们就失去了速度优势。每次我们等待装配体加载时,我们通过创建设计表节省的时间都会丢失。这是一个经典的平衡行为。我们可以利用配置的力量在单个文件中创建合理数量的部件。我们可以将一个充满硬件的库缩减为合理数量的零件文件,而不是试图将它们全部塞进一个巨大的文件中。
包含配置的 SOLIDWORKS 模型比标准模型更复杂。当某件事很复杂时,这通常意味着它有很多(字面上或比喻上的)活动部分。对于可配置模型,当您进行更改时,部件就会开始移动。
当对任何配置进行更改时,该更改将在所有配置中进行,除非您特别注意确保其他配置不受影响……除非您希望它们受到影响。这是设计意图变得至关重要的地方。我们在本系列的前几篇文章中讨论了设计意图,它代表了为什么您的模型看起来像它的样子,并控制您的模型如何对变化做出反应。毕竟,我们正在设计这些模型以在配置参数范围内进行更改。但是当需要改变设计意图时(这是工程设计,那个时候会到来),必须仔细考虑如何改变设计意图的影响。
我们看到的典型噩梦场景是这样的组织形式:有几个 SOLIDWORKS 高级用户创建复杂的基于配置的模型,只是让更多的基本用户使用这些模型并“仅针对他们的应用程序”进行无害的更改。仅针对单个配置的更改很容易无意中影响大量其他配置。反过来,这些配置可能会在使用它们的每个装配体和工程图中引起问题。由于模型的配置方式,导致更改的用户可能不知道他们的更改会产生什么影响,也不知道谁会受到影响。
我现在能听到你说,“嗯,这不可能发生在我身上,我有 PDM!” 在 PDM/PLM 市场领域工作了 25 年之后,我可以非常明确地告诉您,在所有计算机辅助工程设计中,没有一个概念比配置在 PDM 和 PLM 中引起更多的复杂性和问题。
让我们考虑基本的 PDM 前提。产品数据管理意味着我要管理产品的数据,也就是文件。我们需要一些能力来搜索和管理数据,所以我们需要一个数据库。一开始看起来很简单,你有一个代表零件的数据库记录,然后将它链接到文件。那么,当同一个文件现在对应于一系列部分时会发生什么?一个文件有一个数据库记录吗?文件中的每个配置都有一个数据库记录吗?当进行更改时,您是否修改了该文件中的每个部分,因为该文件已被修改?您是否独立管理每个配置的修订?这可能吗?
当然,所有这些问题的答案都是“视情况而定”。请记住,配置有多种用例。如果您有一个零件族,那么您肯定希望每个配置都有一个不同的对象。但是,如果您为铰链的打开和关闭位置创建配置,那么它应该只是数据库中的一个对象。
PDM 和 PLM 解决方案已经发展出多种方式来处理这个 CAD 文件-对象难题。但是由于每个组织可以不同地使用配置(并且通常在同一组织内以不同的方式使用),解决方案通常以某种方式定制或个性化,而且很少是简单的。
虽然创建配置似乎是创建大量零件的快速方法,但在打开、使用和运输装配体时,将这些零件放在单个零件文件中所产生的开销可能会导致性能问题。
在规划您的零件族时应小心,以确保您不会使零件文件过载太多,以致您在使用它们时会浪费创建它们所节省的时间。
此外,在单个文件中包含多个部分会使更改文件的过程变得非常复杂,因为对单个配置的更改很容易(不知不觉地)影响其他配置。反过来,这可能会影响使用这些配置的程序集。
由于单个文件中有多个项目(有时具有表示相同项目的配置)的概念,数据管理任务变得同样复杂。在规划如何实施 PDM 和 PLM 系统时,必须仔细考虑如何使用配置。
正如我们在第一篇文章中讨论的那样,有多个使用 SOLIDWORKS 配置的用例,当涉及到 SOLIDWORKS 中的替代技术和功能时,我们需要根据您使用配置的原因来查看这些用例。当谈到创建“相同,但”模型时,我们将研究如何创建可配置模型,以及我们如何利用这些技术而不必承担系列中所有部件的开销。我们将研究自动创建不同尺寸和选项的方法。我们将研究用于创建不同版本模型的工具,为绘图做准备。
虽然我们的最后一个用例涉及利用配置在流程的不同阶段查看模型(零件或装配体),但 SOLIDWORKS 确实提供了允许您控制装配体中零部件显示的功能。显示状态实际上与配置相关联,并出现在配置管理器的底部。配置和显示状态之间存在明显差异,因为配置可以控制模型的几何形状(即需要解决的问题,如尺寸参数、草图和配合方案),而显示状态旨在控制视觉属性组件中的组件(例如隐藏/显示、颜色、透明度)。
但是,即使使用这组较小的工具,此功能仍将允许我们满足创建装配体的不同配置的用例,以便我们可以创建不同的装配图视图来显示产品的各个装配步骤。一旦进入绘图,每个绘图视图不仅可以指定在绘图视图中显示的配置,还可以指定显示状态。
请务必注意,显示状态可用于控制装配体中组件的可见性或零件模型中实体的可见性。这意味着零件中的焊件、模具/铸件和其他多体实体建模示例可以像装配体模型一样利用显示状态功能。
我们关于可配置性设计的大部分文章都侧重于创建稳定的模型,这些模型可以可靠且可预测地对变化做出反应,并捕捉我们产品背后的设计意图,而不仅仅是几何形状。这些是可靠的 SOLIDWORKS 建模实践,即使您不打算创建可配置模型。但是布局、方程式和全局变量的技术旨在帮助我们创建模型,所有设计输入都可以轻松访问。
以前,我们利用这种可访问性来配置我们的产品,但我们可以使用该几何图形作为模板轻松制作多个模型。对配置的一个关注是必须携带整个产品线的概念,而我们的兴趣实际上只在于一种产品。这种情况最常见的解决方案是简单地使用文件、另存为来创建一个独特的模型。这样做的好处是它创建了一个单独的文件,没有返回原始文件的链接。这意味着,如果有人对原始文件进行了更改,我们的副本是安全的,是该特定产品生产方式的真实记录,也是“发货”记录。
然后,我们可以轻松地将此文件存档在客户的文件夹中,并将其很好地压缩成一个打包带走的组件,因为它只包含我们感兴趣的单个产品。我们仍然可以利用原始文件中内置的可配置性,因为一旦执行“另存为”,我们只需驱动输入的值。这可能是系列零件设计表中的一行。这可能与我们的 Configuration Publisher 有关。这可以通过在方程式编辑器中将值输入全局变量来实现。或者这可以通过简单地提出我们的布局草图并在那里驱动值来实现。
通过花时间创建一个可配置的模型,我们可以非常快速、轻松地创建我们产品的不同版本作为单独的文件。
重复性任务,如创建大量“相同但不同”的模型,适合编程。并且 SOLIDWORKS 确实包含对 SOLIDWORKS 应用程序编程接口 (API) 的访问权限以及 SOLIDWORKS 的每个席位。通过宏菜单,您可以轻松启动宏记录器,执行另存为,更改模型中的所有值,重建模型,然后保存模型,当您在宏记录器上按停止时,您将拥有所有创建产品的新变体所需的代码。在互联网上快速搜索“使用 Excel 自动化 SOLIDWORKS”(或任何您感兴趣的内容)之类的内容,应该会发现不乏 SOLIDWORKS API 示例和演示文稿以及关于如何快速利用 SOLIDWORKS API 自动创建模型的文章和视频。
DriveWorksXpress免费包含在 SOLIDWORKS 中,让您可以访问强大的设计自动化工具。DriveWorksXpress 是配置发布者梦寐以求的地方,您可以在其中创建表单来收集您的输入,并且(与配置发布者不同,配置发布者只是将值传递给设计表)DriveWorksXpress 允许您编写规则来转换那些输入驱动尺寸、特征抑制、自定义属性和其他高级特征属性的值。DriveWorksXpress 取代了使用 SOLIDWORKS 方程式的需要,而是提供了一组更强大的函数来计算您的值。
设置 DriveWorksXpress 既快速又简单:
设置 DriveWorksXpress 后,您可以一次又一次地自动创建自定义 SOLIDWORKS 数据。DriveWorks 将使用您输入的产品要求复制和更新您的 SOLIDWORKS 文件。DriveWorks 也很灵活且可扩展,因此如果您免费开始使用DriveWorksXpress ,您可以迁移您的项目以在准备就绪时利用DriveWorks Solo或DriveWorks Pro中的更多功能。
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