UGNX在机电产品概念设计中应用与研究

摘 要：通过对机电产品设计概况的深入分析，可知实际的设计流程相对复杂，需要注重概念设计，确保机电产品设计质量能够达到行业技术规范的相关要求。结合现阶段机电产品概念设计的设计发展现状，可知其中依然存在着不足，需要结合UG NX平台的优势，优化这些产品概念设计方式，延长机电产品的使用寿命。基于此，本文从UG NX在机电产品概念设计中的应用与研究展开论述。

关键词：机电产品；UG NX平台；使用寿命；概念设计

为了实现机电一体化设计目标，优化各种机电产品长期使用中的服务功能，需要加强对机电产品概念设计内容的深入理解，结合其多学科相互融合的特点，合理运用UG NX平台增强产品概念设计的合理性。因此，在进行机电产品概念设计时，应提高UG NX的利用效率，加强MCD工具的合理使用，促使机电一体化产品概念设计能够达到预期的效果。

一、机电一体化产品概念设计系统分析

结合传统的机电产品概念设计系统的实际应用状况，可知其在实际的应用中依然存在着一定的缺陷。具体表现在：

1）过于侧重控制系统研究，忽略了执行机构的主体地位；

2）产品内部的信息处理水平有待提升；

3）驱动器、传感器等组成部分之间的融合设计问题考虑不充分，未实现三维空间的动态仿真。

因此，为了优化机电一体化产品概念设计系统的服务功能，增强产品概念设计的合理性，需要注重UG NX平台支持下MCD设计工具的有效利用，提高概念设计工作效率。

机电产品概念设计系统MCD的特点主要包括：

1）注重了集成式系统工程方法的使用，优化设计流程的同时避免了实际设计中集成问题的产生；

2）结合MCD的优势，在机电产品概念设计中采用了模块化设计方式，并将机电一体化产品信息存储在相关的区域，实现了信息重用。

二、UG NX在机电产品概念设计中应用与研究要点分析

为了对UG NX平台中MCD在机电一体化产品概念设计中的可行性进行必要地验证，需要明确具体的设计步骤。以圆形装载机概念设计为例，主要的设计步骤包括以下方面：

（一）明确设计需求，注重设计过程管理

通过对基于机电一体化产品生命周期管理软件与MCD的配合使用，有利于实现端到端问题处理方案的制定，保持概念设计过程的高效性。实际操作中设计人员通过对产品生命周期管理软件的灵活使用，构建出机电产品概念设计所需的基于客户需求分析的参考模型，并对产品各部分功能进行必要地说明，增强产品概念设计方案的适用性。在生命周期管理软件及MCD的支持下，可以为跨学科机电产品概念设计目标的实现提供可靠地保障，对传统的概念设计方式进行改进。

（二）产品功能模型构建

在基于生命周期管理软件的作用下，可以根据设计需求将圆形装载机的功能模型按照一定的方式导入到预先设置好的MCD中，增强管理软件与设计需求之间的紧密联系。

在构建圆形装载机功能模型的过程中，需要从这些方面入手：

1）明确机电一体化系统各部分功能，优化循环装载功能设计；

2）在MCD的功能导航器的支持下构建出可靠的基于功能分解的功能树层次结构，促使圆形装载机内部处理单元、握爪、辅助机构等组成结构使用中可以处于稳定的工作状态；

3）各功能单元的循环使用。机电一体化产品概念设计中需要充分地考虑同一功能的多次利用，实现功能单元的循环使用。因此，需要借助MCD设计工具的作用，提高机械产品概念设计效率，充分发挥各功能单元的实际作用。

（三）明确机械概念的具体定义

当构建出可靠的机电产品功能模型后，需要利用UG NX平台支持下MCD设计工具的作用，构建出与产品功能模型相适应的粗糙3D模型。此时，圆形装载机概念设计中对其中各组件的机电属性进行了定义，从机械角度对不同组件行为进行了必要地说明。基于功能模型的粗糙三维模型的构建，客观地说明了基于MCD机电产品概念设计的良好性。具体表现在：1）可以对功能模型中的各组件的机电属性进行科学地定义；2）明确了不同组件的运动副联接类型；3）实现了不同子功能之间的有效衔接。

（四）抽象执行机构的添加及基于时间操作的定義

机电一体化产品概念设计中应充分地考虑机械系统的设计合理性，在保持机电一体化系统运动学特性良好的基础上，添加必要的抽象执行机构。此时，MCD可以提供速度控制及位置控制两种机构，实现圆形装载机概念实际中广义执行机构系统设计。与此同时，当执行机构定义完毕后，需要对执行机构如何操作控制进行说明。因此，需要定义基于时间的操作。定义过程中应充分地考虑圆形装载机的操作顺序：1）基座处于正常的旋转运动状态；2）滑块的运动形式是垂直运动；3）握爪处于线性运动模式中。

（五）产品概念设计的三维动态仿真，详细模型构建

基于MCD机电一体化概念设计目标的实现，可以对不同机电产品概念设计进行三维动态仿真，弥补传统概念设计缺陷。由于MCA是UG NX平台支持下的重要程序，可以利用建模的方式对现实环境进行模拟，明确机械概念的同时优化机电产品的服务功能，因此，需要注重基于MCD概念设计方式的合理使用。同时，在MCD中仿真技术的支持下，可以将机电产品的各种机械行为引入虚拟环境中，实现模型的三维动态仿真，构建出详细模型，增强圆形装载机概念设计的科学性。

三、结语

在可靠的UG NX平台支持下，可以扩大MCD在机电产品概念设计中的实际应用范围，提高设计质量的同时缩短设计周期，最大限度地满足机电一体化产品的各种设计设计要求。未来机电产品概念设计工作开展的过程中，应结合UG NX平台的作用处理相关的设计问题，保持这类产品概念设计作业的高效性，实现对设计成本的有效控制，改善机电产品的工作性能。

参考文献：

[1] 孙伟平.基于UG NX的产品设计重用性研究[J].机械工程师，2015（5）：48-50.

[2] 肖祖东，柳和生，李标，等.UG NX在机电产品概念设计中应用与研究[J].组合机床与自动化加工技术，2014（7）：27-30.

作者简介：赵旭（1981-），男，江苏如东人，南通工贸技师学院数控技术系，本科，讲师，主要从事数控加工中心编程研究。