构架通用模块调用在锅炉三维空间检测中的应用

张 强，罗 杨，丁贵鹏，吴鸿宇

(华西能源工业股份有限公司，四川 自贡 643000)

0 引言

锅炉产品设计普遍存在结构紧凑、外部配合设备多样等情况，很容易因为设计过程中配合不当造成后期安装问题。随着三维设计技术的成熟，目前生产企业在锅炉设计过程中进行三维空间检测，优化、完善产品设计已较为常见。企业引入NX设计平台进行了相关工作业务的探索。利用NX软件可以准确、高效地建立锅炉钢结构三维模型，并且具有建模步骤可追溯、修改方便等特点，运用虚拟装配技术还可以进入内、外部三维空间干涉检查[1]。

在检测模型组成中，锅炉构架模型占比较大，构架通用模块的数量尤其巨大。通过对锅炉组成构架部件的分析，发现其中包含大量托架、平台等通用模块或标准件，该类通用模块要真实反映实物情况，所包含的信息量较大，采用传统建模方式耗费时间较多。标准件在产品的全部零件中占有很大的比例，因此，建立标准件库是减少重复设计与绘图的重要手段[2]。另外，因标准件与通用模块建模适用对象的差异性，导致通用模型的调用生成的方式多样，不利于锅炉三维空间检测中调用操作的规范化。

本文基于三维空间检测中构架通用模型的需求，结合构架通用模块的对比分析，制定了其在空间检测过程中合理的调用方法。有助于实现在构架设计方案中通用模块的快速、精确建模，使所建立的三维模型真实反映实物情况，检测更严谨，同时大大缩短建模时间，达到了高效、快捷建模的目的。

1 构架通用模块调用方案确定

1.1 构架通用模块整理

分类收集通过NX软件已建立的构架通用件与标准件模块，将模块按作用分为通行类和支撑类。通行类通用模块主要包括平台模块和扶梯模块，支撑类主要为托架模块。平台模块由格栅板或平面板、框架模型组成，通过部件族方式建立；扶梯模块由踏步、框架模型组成，通过部件族和PTS方式建立；托架模块由型钢模型组成，通过部件族和二次开发建立。

1.2 构架通用模块调用方案确定

1.2.1 模块调用方式

构架通用模块的调用方式因模块建立方式(部件族、PTS、二次开发)的不同而异。

1)部件族调用方式。将模块放入软件指定的重用件文件夹中，设置好对应的“KRX”配置文件后，就可通过软件重用库进行调用。调用完成后会生成一个新的部件族PRT文件，模型靠约束进行装配控制。其优点为调用过程方便、文件的命名和使用规范；缺点为装配约束修改不便、约束过多会导致模块操作卡顿。

2)PTS调用方式。将模块放入软件指定的模板文件夹中，使用时将PTS通过克隆方式进行调用并重命名，生成一个新的PRT文件。新文件靠约束进行装配控制。其优点为使用与命名灵活、参数可修改范围广，适应性较强；缺点为使用较复杂、规范性较弱、装配约束修改不便、约束过多会导致模块操作卡顿。

3)二次开发方式。基于现有标准文件规定，通过对软件进行二次开发，控制建模操作命令，根据标准上规定的数据与定位尺寸，直接生成符合标准规范数据的通用结构。二次开发方式在使用前需要先满足二次开发命令的前提条件，如完成的托架二次开发，在使用前须先绘制托架的草图定位和确定托架长度。其优点为使用简单、模块生成效率高；缺点为生成的模块为多个特征，并非模块组件，且模块对应名称查找困难。

通过以上对比可得：PTS模块的调用存在使用复杂，难以规范化的问题；二次开发模块在调用时均显示为实体特征，但不显示名称，存在难以查找部件名称的缺点。相较之下，部件族模块的调用方式更能满足现有工作的需求。

1.2.2 构架通用模块方案的验证

1)托架模块。二次开发方式建立的托架模块，模块调用时需要手动点选坐标轴，截面信息表达不准确。部件族方式建立的托架模块，能直接根据标准件型号进行选择，可核对模块尺寸是否正确，含有槽钢形状信息等相关参数，能在装配中直接获取模块对应的托架型号信息。

2)扶梯模块。扶梯模块为简化模型，不含扶手部件。PTS方式建立的扶梯模块，扶梯踏步信息表达不准确(踏步数量与实际不符)，不能直接获取扶梯型号信息。部件族方式建立的扶梯模块，标准件型号选择清晰，可以核对模块尺寸是否对应标准件，且模型名称易于识别。

3)平台模块。按图纸进行草图绘制确定框架边框尺寸，用拉伸命令建立平板模块为空间检测平台模型的常规建模方法，平板与平台框架的位置配合信息表达不准确，在装配时无法直接获取模块对应的框架和平台型号信息。部件族方式建立的栅格板平台模块和无栅格板的平台模块，均在重用件库中直接选择标准件型号，可以核对模块尺寸是否对应标准件。模型底部框架包含有槽钢形状信息，模型名称易于识别。详细栅格板模型比简化的平板模型包含更多细节信息，模型调用生成和检测分析时效率更低。在锅炉三维空间检测中调用部件族平板平台模块可以兼顾模块空间占用的准确性和建模的高效性。

在锅炉三维空间检测建模中采用调用部件族平台、扶梯、托架模块的方式，能真实反映模块的型号、型钢信息等参数，便于检测人员识别部件和查找问题部件，同时调用效率也比较高，调用方案更具合理性。

1.3 构架通用模块调用方案评审

调用方案评审需要判定模块是否满足检测工作需求，调用操作是否方便快捷，是否能提升操作效率、模块整体外形和对应标准参数对应情况与调用顺序是否便于操作、调用参数是否具有可识别性、调用过程中是否会产生实体间重叠干涉现象或其他错误等。若评审为功能不通过，须回到建模方式的阶段，重新完善模块功能；若评审为工作效率不通过，需要回到调用方案确定的阶段，重新完善调用步骤。

2 构架通用模块调用方案应用

2.1 构架通用模块的调用方法

2.1.1 存放构架通用模块

在NX软件建模主页界面中，点击页面左侧重用库图标。打开HX Parts--企业重用库，右击对应组别文件夹，选择“打开源文件夹”。将构架通用模块的部件族的3类文件(*.krx、*.prt、*.bmp)放入打开的源文件夹中。关闭并重启软件即可在选择列表缩略显示新增文件信息。

2.1.2 调用构架通用模块

在NX软件“重用库”里的 “Standard Parts”中左击选择企业文件夹下对应标准系列编号文件夹。在列表框选中将要调用的模块拖至NX主界面的空白处，模块在弹出的“添加可重用组件”对话框(见图1)。点选“型号”下拉栏选择将要添加的模块型号，确定后即可见按选择型号生成的对应模型。

图1 构架通用模块型号选择

2.2 构架通用模块的应用实例

锅炉构架检测模型的建立，需要检测工程师根据构架图纸设计资料，按柱、梁、顶板、垂直支撑、水平支撑、平台、托架、楼梯的顺序完成模型搭建。采用通用模块调用搭建方案，检测工程师在遵循空间检测要求按图逐一建立构架柱、梁、水平支撑及垂直支撑后，根据锅炉托架及平台扶梯方案设计要求，调用平台、扶梯和托架的部件族通用模块完成锅炉构架的整体搭建(见图2)。完成后，进行锅炉构架整体模型的查看及系统检测，为完成与锅炉其他系统间的检测分析做好准备。

图2 构架通用模块调用生成的平台与托架

3 结语

随着市场对产品要求的提升，锅炉产品结构设计越来越紧凑复杂，项目实施周期越来越短，这对锅炉设计中各个环节的效率都提出了更高的要求。通过对锅炉中构架通用模块调用方法的研究，尝试了在空间设计检测中构架通用模块快速调用生成的方法。该方法既保障了构架通用模型的准确率，增加生成模块的细节信息，也提升了构架通用模块建模的效率，节省三维设计检测工作总体时间，帮助完善和改进锅炉设计，提升产品质量，增加用户满意度。