CATIA 软件船体补板批量建模的方法

詹俊科

(广船国际技术中心)

0 前言

CATIA 是目前流行的三维设计软件，广泛应用于船舶、机械、建筑等三维设计中。CATIA 软件在船舶设计模块（SDG 模块）中，在原生功一一开贯穿孔中，每一种贯穿孔都有独特的类型，若贯穿孔中无须补板补强的，则不生成补板的面片；若需建补板补强的，系统会自带生成一个补板的面片。使用该面片作为支持面可直接建出补板模型，对此面片添加材质和厚度即可生成一个补板模型。但是一条船补板的数量往往较多，且CATIA 软件原生功能并不能识别型材所在板架的线型，当型材在外板上时，补板不能充分贴合外板的线型，新建补板时就需要添加外板作为限制，过程较为繁琐，且整个分段补板的建模过程都是重复性的工作。随着国内制造业的飞速发展，企业对研发周期要求越来越短，对设计质量和效率要求越来越高。如何更进一步提升船舶设计效率，成为一个不得不面对的课题。

本文提出一种通过建立知识工程模板，利用EKL 语言编写程序，自动获取所有补板面片，读取开贯穿孔的母板材质、板厚，循环调用知识工程模板，来实现船体补板批量建模。该方法无需人工繁琐操作，实现精准建模，提升船舶设计效率。

1 解决方案

1.1 本研究切入点

CATIA V6 知识工程是将一些诸如条件控制、经验算法、分析计算、优化计算等智能知识封装到一个程序中，只留出几个条件参数作为输入接口。设计人员在进行相关设计时，不需要关心程序中具体有哪些内容、如何计算，而只需要知道目标模型的属性及确定几个目标模型具体设计细节的重要参数。设计同类模型时，通过控制输入参数，调用封装在模型内部的系列公式及判断条件，自动完成一系列的内部运算与调整，迅速生成满足用户要求的几何模型。

基于此，船体补板批量建模过程可通过下述步骤实现。首先，将补板的建模过程创建成一个知识工程模板；第二，利用EKL 语言编写程序，自动获取所有补板面片，每一个补板面片对应需生成的一个补板；第三，自动读取开贯穿孔的母板材质、板厚等参数；第四，将参数赋予需生成的补板；第五，循环调用知识工程模板；最后，实现船体补板批量建模。

1.2 拟解决的关键技术

通过上述简单分析，可以归纳实现船体补板批量建模的关键技术存在如下几个方面。

（1）点击分段节点，如何检索节点下所有的补板面片；

（2）如何分析该贯穿孔的类型，调用相应的知识工程模板；

（3）如何搜索型材支持面和所在板架的支持面；

（4）如何利用这些面对补板面片进行切割，做好切脚，生成一个所需的新补板面片；

（5）如何读取贯穿孔母板的材质、厚度；

（6）如何通过CAA 二次开发功能将接口链接到EKL，使得能够通过EKL 语言调用函数功能，将材质、厚度参数赋予补板。

1.3 流程

1.3.1 建立知识工程模板

建立两个知识工程模板分别对应补板不落地和补板落地两种情况。

知识工程模板1 的定义：当补板不落地如图1时，不需要对补板面片进行二次修改，直接将补板面片作为输入，添加材质和板厚参数，见图2。

知识工程模板2 的定义：当补板落地如图3 时，需要对补板面片进行二次修改，生成一个新的补板面片，用新生成的面片作为补板的支持面，将生成面片的过程所需的元素——型材的支持面和型材所在板架的支持面，作为模板2 的输入，并将整个生成新面片的过程封装在补板的结构树中。

图5 EKL 核心语句

图6 程序对话框

图7 结果展示

1.3.2 调用知识工程模板

EKL 全称：Enterprise Knowledge Language。EKL是面对CATIA V6 对象的一种简便的、直译的、自动化语言，是基于上下文环境的应用及集成开发，主要应用于DASSAULT 3D 体验平台的程序语言，作用是帮助用户定义、重用和分享知识，其支持用户定制业务流程，通过Business Rule 能自定义PLM 行为和应用。

利用EKL 语言编写程序可自动循环调用相应的知识工程模板，检索分段下所有补板面片，检索型材支持面和所在板架的支持面并且对贯穿孔的类型进行分析，分别调用对应的工程模板。核心语句如图5。

2 实施效果

2.1 运行程序

点击工具栏工具按钮，运行对接功能图标。弹出界面如图6 所示。

2.2 输入元素

点击SDG 分段节点。

2.3 生成结果

点击“OK”按钮，程序自动获取元素和参数，并完成分段全部补板批量建模。如图7 所示。

3 结束语

批量化建模能大幅度提高建模效率，缩短生产设计周期，降低公司成本。通过本程序，自动获取补板面片，自动化、批量化生成补板，该方法具有以下优点：

（1）方便快捷。直接使用已有的三维数据模型为数据源，程序直接读取数据，无须手动干预，同时大幅降低了补板建模工作的时间成本。

（2）标准化。程序自动获取分段下所有面片，不会漏建、多建、错建模型，降低错误率；分析其类型，根据线型建立补板，补充原生功能不足，精确建模，提升了设计质量，统一了设计风格。

本研究是船体批量化建模的一次探索，为船体建模实现更为高效的技术手段，提供了借鉴意义。