武汉开目KMPDM制造业信息化管理平台软件第五章零部件族管理.docx
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武汉开目KMPDM制造业信息化管理平台软件第五章零部件族管理
第五章零部件族管理
在企业中有些零部件，其相似程度非常高，可以用同一个图纸或者三维模型来表达，区别在于部分尺寸或特征参数等的取值。
这样的一组零部件，称之为零部件族，也称为系列件。
在KMPDM4.X中引入族模型和族成员的概念来说明他们。
零部件族管理用于支持企业的变形设计。
KMPDM中的一个零部件族包含一个零部件族模型对象和若干族成员对象，族模型对象包含整个族的公共信息，如公共属性、共用的图纸文件（二维图或三维模型）、参数表等。
每个成员对象与模型中的参数表的一行信息相关联，包含各个成员的个性信息，并且引用模型中的图纸文件（二维图或三维模型）。
在KMPDM4.X中零部件族模型对象是一种特殊的零部件对象，他具有其他零部件的一些特征：
例如属性集、包含的图文卷、关联文档等，它反映了整个族的总体特征，在某些类型的图文卷（例如，DWG文件）中可以根据族模型驱动生成族成员。
族成员对象则是零部件族中包含的零部件对象，其本身的图文卷是共用的零部件族上的图文卷。
零部件族模型的结构文卷的编辑界面和操作与普通零部件类似，因此，零部件族模型的结构文卷应具有零部件结构文卷编辑的一切功能。
并且零部件族模型其下级可以是零部件族模型对象也可以是普通零部件对象，因此在对象分类管理列表以及零部件族模型的结构编辑和浏览界面上多一个列：
是否零部件族。
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一个零部件族是一组相似的零部件，由若干个成员组成，各成员之间的相似程度达到可以共用同一张二维图纸或者三维模型文件来表达，并且往往可以用一个参数表反映各个成员之间的差别。
为了表达一个族的公共内容，有一个族模型对象，各个成员共用的图纸文件就存储在族模型对象中，在每个成员中都能看到这个公共文卷。
几乎所有的标准件都是族。
比如所有的六角螺栓形状都一样，只是尺寸不同，可以通过一个尺寸参数表反映它们的区别。
标准件手册中的系列表就是它的参数表（参数表又称为事物特性表、设计变量表等）。
例如上面一个零件族的二维图形（只标注了可变尺寸，其它固定尺寸略）：
该零件族的参数表如下：
代号
A
B
C
DAA=DAC/2.5
DAB=A-60
DAC=C-15
DAD=C+（B-C）/2
L001-0
100
105
65
20
40
50
85
L001-1
85
100
60
18
25
45
80
L001-2
125
110
80
26
65
65
95
其中A、B、C为独立参数，DAA等为非独立参数。
除了尺寸参数，还可以包含特征参数。
例如，可以将某个倒角定义为一个“特征”，该特征的“有”和“无”两种取值，就可以表达两个很相似的零件。
对装配件也是这样，如果两个装配件只有少量结构差异，可以用一张图纸或一个三维模型表达，同时用一个参数表表达其结构差异，参数为某些下级零部件的有无、选用、数量等。
可以在模型中定义哪些结构元素是固定的，哪些是可变的，并且通过定义规则将参数取值与结构元素的变化联系起来，实现自动化产品配置。
例如，一个装配件的明细表内容为：
4
107
3
立柱
3
见表
1
垫片
2
见表
2
螺母
1
100
1
支架
序号
代号
数量
名称
规格
备注
参数表的内容为：
001B
GB1200-M15
1254-25-3
001A
GB1200-M12
1254-25-2
001
GB1200-M10
1254-25-1
系列代号
序号2
序号3
结合明细栏和参数表，实际上表达了这样三个装配件族成员的精确结构：
成员001：
4
107
3
立柱
3
1254-25-1
1
垫片
2
GB1200-M10
2
螺母
1
100
1
支架
序号
代号
数量
名称
规格
备注
成员001A：
4
107
3
立柱
3
1254-25-2
1
垫片
2
GB1200-M12
2
螺母
1
100
1
支架
序号
代号
数量
名称
规格
备注
成员001B：
4
107
3
立柱
3
1254-25-3
1
垫片
2
GB1200-M15
2
螺母
1
100
1
支架
序号
代号
数量
名称
规格
备注
这样，在设计零部件时，可以只画一张图纸或造一个三维模型，就能表达多个零部件，这有如下好处：
1）减少了绘图或造型工作量，一次设计多个零部件，提高设计效率。
2）将同类相似的零部件尽量合并为一个族，消除不必要的形状多样性；在设计参数表的取值时，考虑合理的参数级差，消除不必要的尺寸多样性。
从而大大减少了零部件的规格种类，降低生产成本。
3）实现参数化的快速变型设计。
在进行变型设计时，可以很容易的从已有的型号中找到符合要求的零部件；如果没有满足要求的型号，增加一种参数取值即可。
如果使用三维CAD，还可以直接通过尺寸驱动得到新型号的三维造型。
4）为基于零部件族的参数化工艺打下基础。
在面向零部件族进行设计时，可以一开始就设计一个完整的族，产生多个规格的零部件（对零件族常常这样设计）；也可以开始只设计模型和基本型号，在后来的使用中根据需要逐步添加成员（对产品族常常这样设计）。
五.1零部件族管理
零部件族的操作管理界面是一个集成操作界面，可以在界面上进行添加族模型、族成员，并可进行族对象相关操作。
用户可以通过以下方式打开“零部件族管理”窗口：
单击“主控中心>>对象管理>>零部件族管理”。
“零部件族管理”窗口（如图5.11）左侧显示的是对象类树，右侧上方窗口显示属于所选对象类的零部件族模型列表，右侧下方窗口显示在上方窗口中处于选中状态的零部件族模型包含的零部件族成员列表。
选择零部件族所在的对象类，可以在上方窗口创建或引入零部件对象作为族模型；选取族模型，可以在下方窗口创建族模型包含的族成员。
在零部件族管理界面，成员对象列表区有标识列“默认成员”，并且一个零部件族中有且只有一个默认成员，可以通过右键菜单，选择“设置为默认成员”来指定默认成员。
图5.11
五.2共用文卷
共用文卷是指一个对象的文卷被其它对象引用，也就是在多个对象中能看到同一个文卷，系统只存储了一份数据。
在对象的文卷窗口，如果一个文卷是本对象自身的文卷，对象文卷的“所属对象”列显示为“本对象”；如果该文卷是共用的其它对象的文卷，“所属对象”列显示该文卷所属的对象的标识（代号＋后缀＋“/”＋版本号＋名称）（如图5.21）
在零部件族成员对象中，从族模型对象共用的文卷的“所属对象”列显示族模型对象的标识。
图5.21
零部件族中的共文卷机制存在以下规则：
1）在进行零部件族的数据批量导入时，自动将族模型对象中的图纸文卷共用给它的所有族成员对象。
2）在族中创建新的成员对象，或者将一个普通零部件对象引入族中时，系统自动建立成员对象与族模型对象中的文卷的共用关系。
当将一个族成员移除到族之外时，自动清除相应的共文卷关系。
3）用户在零部件族模型中增加外部文卷时，系统自动建立该族的所有成员对这些外部文卷的共用关系。
4）在族成员对象中不能编辑（包括检入、检出操作）来自族模型的共用外部文卷，也就是说，共用文卷只在其“原属对象”中才能修改。
5）在族成员中，共用来的文卷可以作为该对象的主文卷。
缺省情况下为非主文卷。
五.3参数化设计
通过参数定义和事务特性表机制，支持利用各种三维CAD进行的模型参数化设计，借助于事务特性表机制建立与各种三维模型之间的映射，并可驱动三维模型；在三维环境下修改设计模型时，也可以直接驱动产品原型对象的事务特性表进行相应修改（如图5.31）。
图5.31
五.3.1零部件族表文卷
在零部件族表文卷中，创建行时，用户必须输入实例名。
用户检入零部件族表时，系统检查PDM数据库中是否有相同对象的版本（代号与族模型的代号相同，代号后缀与配置名相同），如果有相同对象的版本，则询问用户是否引用原对象版本或者创建新版本。
如果用户选择引用原对象的版本，则将用户选择的版本对象和零部件族表文卷中相应的行关联起来。
如果用户选择创建新版本，则直接创建新版本对象，然后将此对象和零部件族表文卷中相应的行关联起来。
如果库中没有相同对象，则直接创建新对象，然后将此对象和零部件族表文卷中相应的行关联起来。
在零部件族表文卷中删除行时，对于此行对应的族成员，从族的关系中移出，但是不删除此族成员。
编辑参数取值，要求符合参数数据类型约束。
由于在三维模型中可以存在配置树和零部件族表不相同的情况（配置树上的成员数量可以大于零部件族表中的行数），检入文卷后，零部件族表中会自动添加缺少的族成员，但不能删除多余的族成员。
五.3.2零部件族表文卷与3D文件的关系
如果一个族模型由一个3D文卷描述表达，并且此3D文卷中也有族信息。
则零部件族表可以和3D文卷的信息互动。
下面以Solidworks文卷描述的族模型进行说明。
1）KMPDM族模型的零部件族表文卷与其SolidWorks文卷中的族零件设计表（DesignTable）相对应，实现数据互动。
2）为了实现互动，零部件族表文卷中的参数名称与SolidWorks的DesignTable中的参数名称相一致，每一行对应DesingTable中的每一行（要求记录对应关系）。
五.3.3零部件族表文卷基本操作
五.3.3.1创建零部件族表文卷
创建零部件族表文卷操作步骤如下：
1）在对象类定义中，为相应的对象类添加文卷“零部件族表文卷”；
2）零部件族表文卷只能通过自动创建，如数据批量导入族模型或创建下级族成员。
五.3.3.2定义零部件族表
修改零部件族表结构步骤如下：
1）选中零部件族表文卷；
2）执行右键菜单项“定义零部件族表”，则弹出“定义零部件族表”窗口。
图5.32
3）修改相应记录，单击“关闭”按钮完成修改操作。
五.3.3.3编辑零部件族表文卷
编辑零部件族表文卷操作步骤如下：
1）选中零部件族表文卷；
2）执行右键菜单项“编辑”，弹出图5.33窗口；在该窗口中，可通过“添加”、“插入”、“引入”和“移去”来添加和移去零部件族成员；
3）编辑完成后，单击右上角的关闭按钮。
图5.33
五.4零部件族和成员创建
零部件族创建包括零部件族模型创建和零部件族成员创建。
零部件族模型创建：
在系统中直接创建一个新的零部件族模型对象。
1）在“零部件族管理”窗口的对象类结构树上选中一个对象类节点，在右侧零部件族模型对象列表窗口单击右键执行菜单项“对象生命周期>>创建”；
2）在弹出的“创建对象”窗口（如图5.41），输入族模型对象的属性值后单击“确定”按钮，在当前对象类下创建一个新的零部件族模型对象。
零部件族成员创建：
在选取的族模型对象下直接创建一个新的零部件族成员对象。
1）在“零部件族管理”窗口的对象类结构树上选中一个对象类节点，在右侧零部件族模型对象列表中选取一个零部件族模型对象，在下方成员对象列表窗口执行右键菜单项“对象生命周期>>创建”；
2）在弹出的“创建对象”窗口（如图5.42），输入成员对象的属性值后单击“确定”按钮，在选取的零部件族模型对象下创建一个新的成员对象。
创建的新成员对象自动根据族模型的结构文卷生成成员结构文卷。
图5.41
图5.42
五.5零部件族和成员引入
零部件族引入包括零部件族模型引入和零部件族成员引入。
零部件族模型引入：
将数据库中已存在的属于零部件类（或其子类）的普通零部件对象引入，转为属于该对象类的零部件族模型对象。
在“零部件族管理”窗口的对象类结构树上选中一个对象类节点，在右侧零部件族模型对象列表窗口单击右键执行菜单项“零部件族模型引入”，可来自我的对象库、来自对象分类列表、来自查询对象结果、来自对象剪贴板四种方式选择普通零部件对象引入（相关操作请参考“对象管理”）；
零部件族成员引入：
在族模型上编辑零部件族表文卷，通过“添加”、“插入”、“引入”三种方式，引入族成员。
五.6零部件族和成员移出
零部件族移出包括零部件族模型移出和零部件族成员移出。
零部件族模型移出：
将一个零部件族模型对象转化为普通零部件对象。
在“零部件族管理”窗口的对象类结构树上选中一个对象类节点，在右侧零部件族模型对象列表窗口选取要移出的对象，单击右键执行菜单项“零部件族模型移出”，将模型对象移出。
零部件族成员移出：
取消一个零部件作为某个零部件族模型的零部件族成员。
编辑零部件族表文卷，在编辑窗口的零部件族成员列表中选中要移出的零部件族成员，单击右键执行菜单项“移出”，移出族成员对象。
五.7“零部件族成员”标签页
打开一个零部件族模型对象，在对象信息窗口上有标签页“零部件族成员”（如图5.71），标签页下为该族中所有成员的列表，在该标签页下的所有操作与零部件族管理中成员列表所做的操作相同。
在标签页下通过“创建”操作产生的新对象自动成为当前零部件族的成员，加入该列表中。
图5.71
五.8普通零部件转化为族模型
将普通零部件转化为族模型有以下方式：
在三维CAD中将一个普通零部件标识为“零部件族”，然后检入PDM；或者直接在PDM中将一个普通零部件转化为一个零部件族。
进行转化时，都要求自动创建一个同类的族模型对象，原零部件对象成为这个族的默认成员。
自动创建的族模型对象与成员对象的关系符合零部件族模型与成员关系的所有规则。
方式一：
对于在PDM中执行的转化，其详细说明请参阅“零部件族模型引入”；
方式二：
在修改三维CAD图纸时进行转化：
1）打开一个包含三维CAD的普通零部件对象；
2）单击对象文卷标签页，在文卷标签页中编辑三维CAD文卷；
3）在三维CAD应用程序中将一个普通零部件标识为“零部件族”，检入零部件族模型的图纸后执行“提取零部件族信息”。
方式三：
在为普通零部件对象添加三维CAD零部件族图纸时进行转化：
1）打开一个普通零部件对象；
2）单击该对象的“文卷”标签页，在文卷标签页中添加一个属于零部件族的三维CAD图纸后执行“提取零部件族信息”。
转化后原零部件对象转化为默认成员，将原零部件的外部文卷“过继”给族模型对象，同时共用给成员对象，默认成员对象中不再直接包含原来的外部文卷；然后根据中间文件的内容刷新成员对象的信息；还可能需要创建新成员（当CAD文件中成员数大于1时）。
五.9打开族模型
在对象列表中，当选取的对象是一个零部件族成员对象时，可以直接通过右键菜单查看其族模型对象信息。
选取族成员对象，单击右键执行菜单项“打开族模型”，打开其族模型对象信息窗口。
或选择零部件对象的右键菜单“查看>>零部件对象所属族模型”，当零部件对象为族成员对象时，弹出“族模型对象列表”（如图5.91），显示族模型对象，列表上的操作同对象分类管理列表中的操作。
图5.91
当零部件对象不为族成员对象时，会弹出提示“此对象没有所属的模型对象”。
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