UG中结合KF与UDF进行变结构、变参数快速设计

在产品设计中，有许多系列零件，其结构不变，只是尺寸呈一定规律变化，对这类零件的设计，利用UGII、Pro/E、CATIA、Solid_Edge等通用软件的一般功能就能实现，用户在使用中可根据实际需要，用这些软件建立符合自己使用习惯的通用件库。设计时，调用库中零件，进行参数的编辑，就能实现这类零件的设计。这样就提高了设计的效率。


但进行实际的设计时，零件的变化在许多情况下不仅表现为参数的变化，而且表现为结构的变化，为了减少构建上文所述标准件或通用件的数量，可用设计中常用结构用标准特征除系统提供的标准特征(如Hole、Boss、Pad、Pocket等)或以其他方式构建的特征进行组合建立用户自定义特征（UDF，User Defined Feature）；在设计中设计者又会根据设计需要，对某些零件或结构的设计进行总结，把某特定零件的设计归纳为若干种形式，在不同情况下进行调用；而且，必要时，可对零件的结构形式以UDF的方式进行补充，以方便设计。

在UG中UDF是相互独立的，如何把相互独立的UDF在不影响其独立使用的情况下针对某一特定零件的设计进行有效组织，以实现某一特定零件的高效变结构、参数化设计是本文的研讨内容。
UGII软件提供了诸多的二次开发工具，可对设计中的设计知识进行有效的表达，主要有基于C++语言的UF（User Function）、结构化编程语言（GRIP，Graphic Interface Process）、UDF等。这些方法中，前两者功能比较强大，但要求用户要能利用UG提供的有关功能进行编程，对设计人员的要求较高；UDF虽然构建方法简单，但功能比较单一，不能对用户所归纳出的产品设计知识进行全面系统的表述。

UGII软件在V17版本开始，新增了知识融合（KF，Knowledge Fusion）功能，对知识的获取、重利用提供了更有力的支持。这里所介绍的方法是充分利用UG界面提供的功能，综合利用UDF、KF以及UG/Expression，实现变结构、参数化零件的快速设计。


本文假设图1为一种零件的四种常用的设计形式，并以此为例来介绍一种如何进行形如该例的零件的快速变形设计方法。 要进行这种在不同情况下使用不同结构的零件的变形快速设计，首先要构建用UG/UDF与KF构建零件的快速设计机制，其大致步骤如下：


1.先用UG的UDF在同一参照系中对这四种形式分别定义UDF，其具体步骤视造型方法的不同，而有所区别，大体为：（1）构造基体；（2）在基体上构造特征（可通过多种途径）；（3）在主菜单File的Export中选择User Define Feature…；（4）输入UDF名，从图形窗口抓取图形，进行将来需要编辑的参数的选择，确定并保存文件后就建立了UDF。


2.新建一个Part文件，打开UG/Application Modeling，构造零件的基型（底板），在基型上用已构建、针对该零件设计的UDF之一对零件进行设计。利用UG/KF的Adopt Existing Object…，选择要进行参数编辑的对象（用各种方法构建的UDF），使得UG/Knowledge Fusion Navigator由图2变成
3.进行规则的添加。如图4所示，在Knowledge Fusion Navigator中的“root”上单击鼠标右键，选择Add Child rule…，弹出如图5所示的对话框，设计规则名Type，其他选项如图5所示，确定后，Knowledge Fusion Navigator如图6所示。


4.修改使用Adopt Existing Object…所生成的规则(udf1)，如下列程序所示。
If Type：value：=0 then “udf1”
Else if Type：value：=1 then “udf2”
Else if Type：value：=2 then “udf3”
Else　“udf4”；
系统接受，即完成了KF与其他UDF(本文中指的是udf2、udf3、udf4)的链接。
实际上，上文所述的内容，在知识工程中叫做知识获取。那么，完成了知识的获取，又如何来利用这些知识呢？
下面我们再把如何利用UG_expression进行这类零件的快速设计进行简单描述。
上述文件保存后，可打开该文件进入UG_modeling后，再进入UG_expression，则其中列出包括“Type=0”在内的若干条表达式，若改成“Type=2”、“Type=3”或“Type=4”，则UG的图形界面会在基型上显示不同的UDF，并且UG_expression对话框中的参数列表也会发生相应的变化，这里不列出其对话框。


这样，用户在进行设计时，就不仅能快速地进行变结构设计，而且能进行变参数设计。避免了进行变结构、变参数设计时的大量繁琐的操作，使设计经验得以形式化，为设计经验的再利用奠定了基础，为基于知识的产品快速设计系统的形成提供了有效、快捷的知识获取手段。
以前我们做这类变结构零件的设计时，一般是把所涉及的构建该零件不同形式的所有特征都做进来，进行全部的抑制（Suppress），在设计该零件某一特定形式时，对抑制的特征进行有条件的选择，这样的设计模型，数据冗余量大，更新速度慢，不能满足快速设计的要求。利用本文的方法生成的Part文件并不包括零件的所有变形，只包含其中之一，占用计算机资源少；能快速生成所需零件，避免设计中繁琐重复的操作；可以设计同一种在不同情况下使用的零件，也可以设计不同需求的同一零件；可以重复使用，必要时可新建UDF，在规则中添加较少语句来调用，以适应使用范围更广的同一类型零件的设计。若在产品设计中使用本文提供的方法来构建产品模型中的零件，并且用有关语言（例如C++、intent!）针对产品进行设计知识的描述，对基于知识的产品快速设计将大有帮助