基于Teamcenter数据平台下三维管道的设计方法
夏雨露
(云南昆明船舶设备集团有限公司，昆明650236)
摘要：介绍了以Teamcenter2007作为产品数据管理平台，以Solid Edge作为设计工具进行三维管路设计的方法。通过 Solid Edge自带的标准件管理器将已定义好的具有属性的管子和管件导入到Teamcenter数据库中，实现在Solid Edge管 道模块中调用Teamcenter数据库中的数据，从而快速生成所需管道。
关键词：Solid Edge；三维管道;Teamcenter
中图分类号:TP391.7 文献标志码:A 文章编号=1002-2333(2018)03-0156-03 Design Method of 3D Pipeline Based on Teamcenter Data Platform
XIA Yulu
(Kunming Shipbuilding Equipment Co., Ltd., Kunming 650236, China)
Abstract: Taking Teamcenter2007 as the product data management platform, this paper introduces 3D
pipeline design method using Solid Edge. With Solid Edge^s standard parts manager, well-defined pipes and fittings with properties are imported into the Teamcenter database to invoke the Teamcenter database data to be in the Solid Edge pipeline module, then the required pipelines are quickly generated.
Keywords: Solid Edge; 3D pipeline; Teamcenter
〇引言
Teamcenter是西门子公司的一款生命周期管理(PLM)软件;Solid Edge也是西门子推出的一款三维CAD 软件，采用Solid Edge进行三维管道的设计，通常的三维管
道设计是基于单机下进行的，本文将主要讲述基于Teamcenter为数据平台，并且调用数据库中预先定义好的
数据来进行三维管道的设计。
1三维管线的设计
管道零件中管子布置是十分重要的，整个管路系统是否整齐、美观，维修性是否合理都取决于管子的布
置，对于路径变化比较复杂的管子零件设计通常使用“扫掠 拉伸”命令，这种方法生成管子比较繁琐，如果在Teamcenter数据平台下生成的管子，每生成一根管子，则会在数据库中生成一条数据，占用一个ID号，这样会
大大浪费数据库资源。通常情况下还有另外一种比较快而且比较智能设计方法，那就是利用Solid Edge提供的 “管线设计”模块来进行三维管道的设计。在此环境中选 择管道路径，系统便能从数据库中快速地生成所需要的
管道，而避免了每生成一根管子就会生成一条新的数据。
truncated模型用什么软件J.J路径的设计
“管线设计”中有两种生成管道路径的方法，一种是 设计人员根据需要自行设计管道的路径，可以利用“快 速布管”功能，定义一个管子的起点和一个终点，便可以 在两个点之间自动生成多条管道路径。设计人员可以在
这些路径中选择一条最合适的路径，这种方法方便快捷，但只能生成比较简单的路径。
另一种方法是设计人员可根据实际情况来自行设计管道路径，在定义管线的端点时，可以直接输入其坐标值，或者捕捉其关键点，在锁定其线段的方向时，可以 按Z键锁定其全局轴的方向之一，按X键时可
以锁定其全局平面的方向之一，按L键并单击某线性元素或者某平面
元素时，则所绘制的路径就会与此线性元素平行或者在
此平面元素内，如图1所示，线段1是锁定在Z轴方向，而线 段1、线段2、线段3、线段4是锁定在同一个基准平面Z Z内，在同一个平面内可以用尺寸来约束两线段之间的角度、长度等，如线段2与线段3之间的角度是80°，线段4、线段5、线段6锁定在其预先设定好的某一参考平面内，用同样
的方式将线段7与线段3锁定为平行关系，应用这些方法可以设计出不同的管道路径。应用移动直线段命令可以对生成好的管道路径进行局部的编辑。
1562018 年第 3 期网址:www.jxgcs 电邮：
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1.2
管道系统的设计
设计管道的前提是要预先
完成管道路径的设计，只有路 径设计完成后才可以进行下一 步管道的设计，在Solid Edge 管 道模块中有两种方式来进行管 道设计，第一种是“管件”（U ，
第二种是“管道”（U
。“管件”
生成的主要是软的塑料气管、铜管或者是比较容易弯曲的管 道，这种管道不需要弯头、三通 等进行连接，“管件”生成的管 子称为软管。“管道”生成的管 子是沿着管道路径通过各种弯 头、三通、四通和异径接头等连 接起来的管道系统，这种方式 生成的管子称为硬管。1.2.1软管的设计
进行软管设计时选择“管 件”图标，此时会弹出一个“管 件选项”的对话框，在这个对话 框中的“文件属性”选项卡下选 择模板、文件的位置和文件的
名称，在“管件属性”选项卡下选择要保存的设置、管件的 材料、折弯半径、管子的外径和壁厚等。在保存的设置下 可以保存常用的管子属性，当下次调用相同属性的管子 时，不必重新定义管子的各项属性，只须直接选择在保存 设置下的管子即可，确定后就直接生成所需的软管。应用 此方法生成的每根管子都会在Teamcenter 数据库中生成 一个ID 号，此ID 号与此管子零件一一对应，是这个零件的 物料码。
1.2.2硬管的设计
进行硬管设计时选择“管道”图标，此时会弹出一个 “管道选项”的对话框，在这个对话框中的“管道”选项卡 下，管道位置可以有两种选择，
一
种是从标准件库中调
t WCkg/nrO MA
椭ft 兮D t WCkg/m^m
TVL10010001功10
20.39520
TYL10010019
0483  3.33020
TYL100100020Cr18Ni9
m i  ooi 00200Cr18Ni9
TYL10010003
«12
20 49320m i  ooi 0021
•60  3.5  4.880207YL1 〇〇1 〇〇〇40Cr16Ni9TYL100100220Cr18Ni9m i  0010005«14
20 59220m i  0010023♦76  3.5  6.26020TYL1 〇〇1 〇〇〇60Cf13Ni9TYL100100240Cr16Ni9TYL 1〇〇 1〇〇〇7
416
2
0.691201YL10010025«8948.38020
TYnaoioooa
0Crl8Ni9TYL100100260Cr1&Ni9
TYL 10010009
2.50-956
20
T U I  0010027必1144
10.8520T rn ooiooio
0Crl8Ni9TYL100100280Cri8Ni9
TYL10010011  2.5
1.200
20TYL1001002901405
16.65
20
TYL100100120Crl8Ni9TVL100100300Cr18Ni9
TYL10010013
427  2.51 51020
TYL10010031016352D.10
20
1YL100100140Crl8Nl9
TVL100100320Cr18Ni9
TYL100100150343  2.29020
TYL100100330219631.5220
TYL100100160Crl8N19
TYl 10010034
0Cr18N?9TYL1〇〇1〇{)17C M 2
3
2.890
20
ir u  0010035
«273
8
52.28
20
TYL10010018
0Cr18N19
m 10010036
0Cr18N?9
图2管子通用件
用，另一种是可以在本机保存的管子中调用，但对于在
Teamcenter 集成环境下的应用只能选择从标准件库中调
用，在调用标准中可以选择不同的标准，如可以选择GB
(中国）、D IN (德国）等标准，也可以选择CUSTOM (自定 义)，在本例中选择预先定义过的管子。在“接头”选项卡 中，根据所需要接头的不同，可以选择“螺纹接头”、“承插 焊接接头”和“法兰接头”等接头类型，管子和接头的定义 将在本文后面进行详细阐述。对于单机上使用管材和管 件可以从标准件库中选择，但对于在Teamcenter 环境中使 用的管材及管件只能选择自己所定义的管材及管件库。 1.2.2.1管子的定义与设计
为实现在管路模块中管子的自动生成，并且在工程 图中显示其名称、代号、规格、材质等信息，我们必须对管 子进行一些定义，先规化出各种规格及材质的管子，如图
2所;^：，然后在Teamcenter2007下分别建立相应的产品数
据，同时产生相应零件物料码，此时根据图2的规格对管
子进行三维建模，管子的长度定义为100 mm，在管子的两 端各建立一组坐标系，分别代表流体的“进”与“出”，因此 总共创建4个坐标系，如图3所示。
定义管子坐标系步骤如下:1)在“特征”工具条中，单 击“坐标系”命令;2)坐标系选项对话框中，使用“几何体” 选项;3)根据原点定义方法，分别选择管子两个端面的圆 心作为坐标系原点;4)将坐标系的“Z ”轴定义为与管道口 垂直，与流体流动'方向相同。如图3所示，坐标
Input_Point 」代表管道“第一端”流体流进的方向；坐标 Output_Point_H"t 表管道“第一端”流体流出的方向；坐标
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7
-第四步：迭择类别和属性-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
O utput _Point _2代表管道“第二端”流体流出的方向；坐标 In p u t _P oint _2代表管道“第二端”流体流进的方向。
1.2.2.2管接头的定义
为了实现管道系统的自动生成，管接头的每一个进 出口都需要定义一组坐标系，如弯头有4个坐标，三通有6 个坐标，而四通则有8个坐标，如图4所示。定义原点为端 面的圆心，Z 轴始终垂直于端面，是流体流入或流出的方 向。当管件定义完成后，需要将这些管件导入到标准件库 中，此时必须建立一个E x
cel 表格，这个表中包括管件的 路径（F u llP a th )、ID 号（物料码Item _n o )、通径(N o m ina l
D iam eter )、零件类
型（P artType )和管件的各项属性值
(10、31€0、£1〇等标准件数据库所需的各项参数，管件 的路径指的是管件的绝对路径;ID 号(物料码)则是数据 库中已生成物料的识别码；通径则是用来标识此管件的 规格；零件类型指的是管件的类型属性，不同的管件用不 同的代码来进行标识和区分，如1为管子、2.1.7为90。弯 头、2.8.1为同心异径接头等。管件的属性值10指的是输入 输出接口，SN 指的是端口序列号，CD 指的是管道通径，ET 指的是接头的端口类型。
1.2.2.3管件数据导入Teamcentei 数据库
当管子和管件端口都定义好以后，就可以用Solid
Edge 的标准件管理器将其导人到Teamcenter 数据库中，具
体步骤如下:1)运行“管理器”。2)单击“添加零件”按钮，选 择“从用户零件文件添加，包括零件族或X LS 表格”选项。3)选择“添加自活动的E xcel 工作表”，并且选择从E xcel 工 作表导人选项，添加管路坐标系。
4)选择要添加到标准件 库中的类别和属性，如图5所示。5)通过每列的下拉菜单 可以批量地输入相对应的零件属性和值，属性设置完成 后，程序将会把所有的管件导人到Team center 中相对应的 物料码下。
1.2.2.4管件选项的定义
在管路模块中，当管道路径已经设计好后，此时可以 使用“管道路线”命令生成管道，在管道选项对话框中设 计人员根据设计需求选择管子的标准、直径及材料，选择 管接头的标准，接头类型等参数，选项设置完成后，确定 即自动生成带各种管接头的管道，“管道选项”对话框中 的各种选项是需要设计人员来自行定义的，其定义的文
'牛位置为X :\S olid  Edge  ST \Program \PipeClass .tx t ，在此文 件中可以定义管接头的路径，其定义路径如下：
丨0也首遒接头
@ 私 11006815 @ 0^11002213 @ H L 110022134/00A -W  0 fL H 0022134/00A -9G  0fLll〇O 22134/O O A -«
00 6OO466558/00B-狩ffTTUOOlOO 09 6OO466558/00B-#WnL100100 03 600466S58/OOB-$^TTU00100 0fiP 6OO466558/00B-和flTUOOlOO 03 6OO466558/00B-病首TTU001
00 @〇 6OO466558/00B-f?gTTU00100 0〇 6OO466558/00B-g?STTL100100
图6
三维管道的生成
BeginClass
GB/T 12459-lC rl8N i9T i STANDARDS M GBM ELBOW SIMPLE "GB/T" "管件” "钢管件"’•钢制对焊无缝管件” ”90度弯头-长”，，GB/T 12459- sch 20-lC rl8N i9T i，，TEE SIMPLE ”GB/T" ”管件，，
”钢管件” ”钢制对焊无缝管件””三通管”
"GB/T 12459 -sch 20-lC rl8N i9T i" CROSS SIMPLE "GB/T"
件””钢管件”
焊无缝管件””十字头”
EndClass
7.3管道模型及工程图的自动生成
管道路径设计完成后，运行管路模块中的“管路”命 令，选择管道路径，在管道选项对话框中选择所需的参 数，确定后便生成所需要的管道，此时先前定义过的管子 及管接头将出现在管道结构树中，如图6所示，左侧数字 代码为P D M 中的ID 代码，整个管道系统可以由各管道模 块组合而成。管道三维模型完成后，在工程图中可以生成 管道的生产图样，同时各种规格管子的属性可以在工程 图的明细表中自动生成，管子属性包含了名称、代号、数 量、型号规格及材质等，从而方便指导工厂工人进行生产 装配。
2
结论
在Teamcentei 数据平台与Solid  Edge 软件的集成环境
中，利用Solid  Edge 管路模块中的“管道设计”可以非常快 捷地调用Teamcenter 数据库中预先已定义好属性的管子 及管件，在每次生成管子时不需要重新建模及填写属性， 直接从数据库中调用即可，实现管子及管接头的自动装 配，在生成工程图时，管子和管件的重量、材料、规格和数 量等能自动显示在部件明细表中，大大减轻设计人员的 工作量。
[参考文献]
[1] 机械设计手册编委会.机械设计手册：第2卷管道与管道附件[M]. 北京：机械工业出版社,2004.[2] 续丹，黄胜，侯贤斌.SolidEdge 实践与提高教程[M].北京：清华大
学出版社,2007.[3] 曾红，张志华，陈静.SolidEdge 高级应用教程[M].北京：化学工业
出版社,2008.
(责任编辑马忠臣）
作者简介：夏雨露(1977—)，男，工程师，从事烟草加工成套设备设计开
发工作。
收稿日期：2017-05-13
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