用ProENGINEER建造包含一百萬個零件的屋頂

1、用Pro/ENGINEER建造包含一百萬個零件的屋頂 2008-12-07 14:19:30作者：Jerry Fireman來源：互聯(lián)網(wǎng)瀏覽次數(shù)：106文字大?。骸敬蟆俊局小俊拘　?Westfield London 購物中心是 London 最大的購物中心之一，它差不多就要完工了，里面有超過 270 家商店、40 家飯館、一家有 14 塊銀幕的電影院，還有一個健身中心。它的最獨特之處是 528 米長的玻璃屋頂，外形很 . Westfield London 購物中心是 London 最大的購物中心之一，它差不多就要完工了，里面有超過 270 家商店、40 家飯館、一家有 14 塊銀幕的電影院，還

2、有一個健身中心。它的最獨特之處是 528 米長的玻璃屋頂，外形很像雨點落入一泓水中產(chǎn)生的波浪圖案。這種屋頂形狀非常復(fù)雜，因此，不可能使用常用的方法來支撐屋頂，也即用幾條大梁來支撐屋頂。實際上，屋頂?shù)膹姸扔删W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供，此網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包含大約 3,200 只六臂接頭(稱為節(jié)點和 10,000 條鋼梁(稱為橫梁。任意兩個相鄰節(jié)點之間的距離都不同。橫梁全都長 2 米，以便降低生產(chǎn)成本。每個節(jié)點的每條臂都具有不同的長度，從而造成外形上的與眾不同。使用了柱支撐在屋頂?shù)钠教共糠痔峁╊~外的穩(wěn)定性。每個節(jié)點均由大約 30 個零件組成，其中包括 12 塊側(cè)板、12 塊頂板和底板、鉆孔且?guī)菁y的前面板，以及位于節(jié)點中

3、間的頂板和中央板。每個節(jié)點均用螺栓固定到六條梁上，以形成屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并支撐著約 7,000 塊三角形的釉面玻璃板和實心穿孔的吸音金屬板。實心板與透明板的比率經(jīng)過精心選擇，以最大程度增加采光量，同時遵守節(jié)能法規(guī)的要求。橫梁用三枚特種優(yōu)質(zhì)螺栓固定到節(jié)點上。 過于復(fù)雜，無法手工設(shè)計。 16,900 平方米的屋頂含有大約 1,000,000 個元件，其中大約有 250,000 個元件是與別不同的。seele GmbH & Co.KG(該公司負責(zé)這個屋頂?shù)墓こ毯徒ㄖぷ鞯墓こ探?jīng)理 Heiko Schmid 說：“十年前，要做出這種復(fù)雜程度的屋頂?shù)脑敿氃O(shè)計方案，需要的時間會很長，以致于根本無法開始實施項目

4、”。據(jù)估計，使用當(dāng)今最先進的 CAD 工具手工做出詳細設(shè)計方案需要 10 年時間。 設(shè)計這個屋頂?shù)?Westfield 內(nèi)部建筑師為 seele 提供了概念設(shè)計方案。Seele 面對的挑戰(zhàn)是，做出詳細設(shè)計方案和建造屋頂所需的生產(chǎn)用圖。每個零件都使用激光機床切割、在特殊的可調(diào)整焊接模板中焊接、按照非常精密的公差進行加工并涂上涂料，最后在坐標(biāo)測量機 (CMM 上接受檢查。 seele 的另一位工程師 Dieter Schnell 說：“我們從一開始就很清楚，如果使用慣常的手工 CAD 方法，絕無可能聘請到足夠的設(shè)計師來做出詳細設(shè)計方案。我們需要找到一種自動化方法來生成詳細設(shè)計方案。我們考慮了幾種不

5、同 CAD 程序的宏語言?！?“Pro/ENGINEER 和 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension (EFX 無疑是這項工作的最佳選擇，因為它們具有獨特的參數(shù)化功能和強大的工具包。我們聘請了 B&W Software 的顧問 Stefan Bachschuster 進行編程，因為他具有豐富的 Pro/ENGINEER 和 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension 使用經(jīng)驗?！?Bachschuster 說：“Seele 問我是否可以在 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension

6、中開發(fā)一個自動化程序，以創(chuàng)建詳細設(shè)計方案。我提供了一個模型，說明我對完成這個項目的設(shè)想。他們很喜歡它，因此要求我開發(fā)出所有必需的功能，以完成整個詳細設(shè)計方案。我使四個關(guān)鍵元件的創(chuàng)建實現(xiàn)了自動化，它們是節(jié)點、梁、玻璃板和鈑金件板。” 使用參數(shù)化的組件模型。 從行業(yè)設(shè)計軟件中導(dǎo)入了屋頂?shù)膸缀涡螤?，它們是作為包含每個節(jié)點的坐標(biāo)的文本文件導(dǎo)入的。Pro/ENGINEER Expert Framework Extension 處理每個元件的參數(shù)化組件模型。為了設(shè)計節(jié)點，seele 的設(shè)計師單擊七個點、節(jié)點的中心線和連接到節(jié)點的六塊板。然后，Pro/ENGINEER Expert Framework Ex

7、tension 自動計算節(jié)點的幾何形狀、調(diào)整參數(shù)化的組件模型，以及生成制造和檢查節(jié)點所需的數(shù)以百計的圖紙和程序。 通過使用 Pro/ENGINEER 和 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension，為項目總共設(shè)計了 120,000 份生產(chǎn)用圖，包括 3D 組件模型、2D 圖紙、供火焰切割機和激光機床(生產(chǎn)各個元件使用的 DXF 數(shù)據(jù)、供五軸加工中心(按照最終尺寸切割生產(chǎn)出來的節(jié)點使用的計算機數(shù)字控制 (CNC 程序，以及供檢查節(jié)點的 CMM 機床使用的 CNC 程序。 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension 加快工作的完成速度。通過使用 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension，可以在大約 4,000 小時內(nèi)完成詳細設(shè)計方案，這大約是使用手工 CAD 方法完成工作所需時間的 1/5。而且，設(shè)計和制造的準確性也比使用手工方法達到的準確性要高許多。在制造和裝配全部 1,000,000 個元件后，屋頂?shù)目傞L度僅比設(shè)計意圖長 15 毫米，即偏差只有 0.009%。 Schmid 總結(jié)道：“Pro/ENGINEER 和 Pro/ENGINEER Expert Framework Extension 使我們能夠高度