基于CATIA的多层焊缝符号规范化与开发

雒海鹏，王云锋，肖承翔

（机械科学研究总院中机生产力促进中心，北京　100044）

基于CATIA的多层焊缝符号规范化与开发

雒海鹏，王云锋，肖承翔

（机械科学研究总院中机生产力促进中心，北京100044）

论文通过对机车、工程机械等企业焊缝符号的实际需求调研和分析，提出一种新的焊缝符号表达方式，该方式是对国家标准规定的焊缝符号表达形式的扩展和完善。最后通过基于CATIA的二次开发实现，验证了该表达方式基本可以满足企业的需求，且表达更加简单和明了。

CATIA；焊缝符号；标准化；二次开发

0　引言

焊缝符号是一种工程语言，可以简单、明了地在模型上表达焊缝的形状、几何尺寸及焊接方法，且以规范的图示表示一个焊接接头或钎焊接头完整的信息。通过对机车行业、工程机械行业等企业调研发现，中大型结构件在某一焊缝处需进行多次焊接，设计时需多次标注且标注过程比较繁琐，为此部分企业通过定制符号的形式实现多层焊缝的表达过程。但面对复杂的焊接工艺，仅通过制定符号的方法解决多层焊缝标注的问题显然无法满足需求。

本文通过分析焊缝符号最新国家标准并结合企业实际需求，提出一种可最多表达三层焊缝的表达方式，并基于CATIA进行二次开发，实现了多层焊缝快速、便捷的标注，同时极大地提高了设计过程中焊缝的标注效率。

1　多层焊缝符号的规范化表达

焊接符号一般是由基本符号和指引线组成，必要时可以加上补充符号和焊缝尺寸符号，其国家标准规定的焊接符号如图1所示。

图1　焊缝符号的标注方式Fig.1 Indication of welding symbols

该焊缝符号是把在图样上用技术制图方法所表示的焊缝的基本形式和尺寸采用一些符号来表示的方法。焊接符号可以表示出所焊焊缝的位置、焊缝横截面形状（坡口形状）及坡口尺寸、焊缝表面形状特征、表示焊缝某些特征或其他要求。

通过对机车行业、工程机械行业中企业的中大型件多层焊缝标注发现，所谓的多层焊缝标注其实质就是在现有国家标准规定的焊缝符号上再增加第二层、第三层的焊缝标注信息，不同的就是三层焊缝之间有着明确的约束关系。因此本文提出对现有国家标准规定的焊缝符号进行扩展及完善以满足企业需求，其表达形式如图2所示。

图2　多层焊缝符号的标注方式Fig.2 Indication of multilayer welding symbols

多层焊缝符号的标注应严格遵循以下基本规定：

（1）当焊缝在接头的箭头侧，则基本符号标在基准线的实线侧。

（2）当焊缝在接头非箭头侧，则基本符号标在基准线的虚线侧。

（3）标注对称焊缝或双面埠缝可不加虚线。

（4）钝边高度p，坡口高度H，焊角高度K，焊缝余高h，熔透深度s，根部半径R，焊缝宽度C，焊角直径d等标注在基本特号左边。

（5）焊缝长度l，焊缝间隙e，相同焊缝数量n等标注在基本特号右边。

（6）坡口角度a，根部间隙b，加工方法（C，F，G，H，M，R，U七种加工方法）等标注在基本特号上边。

2　基于CATIA的多层焊缝符号开发

2.1开发环境介绍及配置

本次焊接符号的开发将基于CATIA V5R19及其CAA、RADE与Microsoft Visual Studio2008进行。

CATIA是CAD/CAE/CAM一体化软件，V5版本可为数字化企业建立一个针对产品概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中使用和维护的工作环境，在这个环境中可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。

CAA（Component Application Architecture）组件应用架构是Dassault Systemes第三方产品集成和一般客户进行客户化、个性化设计的强有力的工具，RADE（Rapid Application Development Environment）快速应用研发环境是一个可视化的集成开发环境，以Microsoft Visual Studio为载体，在该环境中增加了CAA的开发工具并提供完整的编程工具组。CAA的实现，是通过提供的RADE和不同的API接口程序来完成的。在进行开发环境搭建时，应注意以下事项：

（1）安装CATIA，CAA，RADE时所指定目录中不得有空格和任何中名字符，如系统默认的program files这个目录就含有空格是不合适的。

（2）CAA安装时，会自动找到安装CATIA时的目录，RADE安装时需要注意目录名问题。

（3）在CAA RADE安装前，必须安装Microsoft Visual Studio 2008，同时注意不要把CAA RADE安装在CATIA的安装目录下，安装路径不能有空格。

（4）进行RADE产品的认证和环境的设置。

2.2多层焊缝符号的工具开发

一是软件功能设计。根据多层焊缝符号的规范表达方式，该工具应包含以下的主要功能：指引线、基准线、焊缝基本符号、焊缝补充符号、交错符号。除实现以上的基本功能外，还应具备以下功能：

（1）读取并修改的功能：多层焊缝标注时，涉及符号、参数内容较多，当个别内容错误时需能读取已创建的焊缝符号并修改后重新标注。

（2）箭头位置设置：为防止指引线与焊缝符号相互遮挡，需在标注前判断两者的相互位置，并设置箭头相对焊缝的位置。

（3）清空当前内容：快速删除第一、二层内容和第三层内容。

（4）清空全部内容：快速删除所有层的内容。

（5）上下内容交换：快速交换基线上下侧的内容。

（6）颜色设置：为满足不同背景下的焊缝符号标注，增加黑、白两种符号颜色，必要时可进行增加。

（7）约束关系：增加第二层与第一层的约束，第三层与第二层的约束，三面焊缝与周围焊缝的约束等。

（8）配置文件：可以在该界面中对焊缝符号的默认文本大小、箭头类型、文本属性等进行设置。

其为便于读取和修改焊缝符号标注内容，创建的焊缝符号内容以隐藏文本的形式定义在NOA类型中，如图3所示。该界面会记录多层焊缝符号定义的所有信息，为修改焊缝符号提供了准确的数据源。

图3　NOA类型Fig.3 Types of NOA

二是界面布局。根据软件功能特点和焊缝符号在实际中使用的情况（第一层、第二层焊缝符号使用频繁，第三层焊缝符号实际中应用较少），因此多层焊缝符号的设计将采用如图4所示的界面布局。

图4　焊缝符号的界面布局Fig.4 Interface layout for welding symbols

三是定制符号。按照GB/T12212-2012的相关要求，定制GB/T324-2008国家标准规定的以下20个焊缝基本符号：I形焊缝、V型焊缝、单边V型焊缝、带钝边V型焊缝、带钝边单边V型焊缝、带钝边U型焊缝、带钝边J型焊缝、角焊缝、点焊缝、封底焊缝、陡单边V型焊缝、陡V型焊缝、塞焊缝或槽焊缝、堆焊缝、卷边焊缝、缝焊缝、平面连接（钎焊）、斜面连接（钎焊）、折叠连接（钎焊）、端焊缝，如表1所示；10个焊缝补充符号：平面、凸面、凹面、平滑过渡、临时衬垫、永久衬垫、三面焊缝、周围焊缝、现场焊缝、尾部符号，如表2所示。

表1　焊缝基本符号Tab.1 Basic symbols for welding symbols

2.3应用示例

表2　焊缝补充符号Tab.2 Supplementary symbol for welding symbols

基于以上二次开发的多层焊缝标注工具，打开CA TIA的.Product类型的文件进行多层焊缝符号的标注，其结果如图5所示。

3　结论

图5　多层焊缝符号的标注示例Fig.5 Example for multilayer welding symbols

焊缝符号作为一种工程语言，应简单、明了地表达相应的工程语义。但现有的焊接符号国家标准在机车、工程机械等领域无法满足实际的应用需求，本文结合企业的实际需求，通过研究及开发，论证了提出的多层焊缝符号的表达完全满足企业的实际应用，同时在UG NX、Pro/E、Auto-CAD等多个平台上得到了相应的开发验证。因此，通过本文的研究及论证，建议对现有国家标准中的焊接符号进行扩展及完善，进一步扩大国家标准应用的使用范围。

［1］GB/T324-2008，焊接符号表示法［S］.

［2］GB/T12212-2012，技术制图焊缝符号的尺寸、比例及简化表示法［S］.

［3］刘俊堂.CAA及其应用［EB/OL］.http://blog.csdn.net/littlechen/article/details/57782.

［4］董伊鑫，席平.基于CATIA二次开发的五坐标数控机床运动仿真系统［J］.机械工程师，2005，3.

［5］GB/T 16901.1-2008.技术文件用图形符号表示规则第1部分基本规则［S］.

［6］GB/T4457.4-2002.机械制图图样画法图线［S］.

［7］何朝良，杜廷娜，张超.基于CAA的CATIA二次开发初探［J］.自动化技术与应用，2006，9.

Standardization and Development for Welding Symbols Based on CATIA

LUO Hai-Peng，WANG Yun-Feng，XIAO Cheng-Xiang
（China Academy of Machinery Science&Technology China Productivity Center for Machinery，Beijing 100044，China）

In this paper，a new expression of welding symbols is proposed，through researching and analysising the actual needs of railway vehicles enterprises，construction machinery enterprises and other enterprises welding.It is supplementing and improving the expression manner of welding symbols for national standards.Through the development based on CATIA，it is verified to meet the basic needs of the enterprises，and express more simply and clearly.

CATIA；welding symbols；standardization；secondary development

TP317

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.06.011

1002-6673（2015）06-031-03

2015-10-28

雒海鹏（1987-），男，山西吕梁人，助理工程师。主要从事标准化与企业信息化工作。