【摘要】本文通过对CATIA超级拷贝（Power Copy）模块二次开发，实现了带筋整体壁板机翼长桁截面模型参数的高精度自动读取和快速重建，有效提高了整体带筋壁板长桁展开建模效率。
关键词：超级拷贝 带筋整体壁板长桁 二次开发
随着现代航空技术的发展，大型飞机普遍采用带筋整体壁板来代替传统的铆接装配翼盒作为主承力结构。整体带筋壁板具有结构效率高、重量轻、刚性好等优点。带筋整体壁板的特点之一就是壁板本体中集成长桁，成为带筋整体壁板结构的一个重要组成部分。壁板上长桁的快速准确展开也就成为了带筋整体壁板展开中的一个难点和重点，是制约带筋整体壁板展开后平板机加、喷丸快速精确成形的一个关键点。
1、问题提出
整体带筋壁板上长桁截面一般为T字型、工字型、Z字型等型材结构,一般具有相类似的结构特征。同时长桁为满足减重及强度要求，存在大量开口、斜切，因此带筋整体壁板的长桁具有多特征、变截面、复杂结构的特点。传统的展开是手工对展开前的长桁截面所有的尺寸进行手工测量，并逐个尺寸进行记录，然后在展开板坯上重建长桁截面和长桁建模，其特点是工作量大、易出错、且效率低。
2、带筋整体壁板中长桁快速展开重建技术
超级拷贝（Power Copy）是CATIA中一个强大的复制工具，它是建立一个设计完整超级副本模型，通过重新输出引用元素和新的参数可以无限次实现相似设计的带参数到新位置的快速复制，避免普通复制拷贝后造成的关系错误，依次更改的弊端，达到相似设计的不同参数和位置的快速高效建模。
CATIA是法国达索设计的CAD/CAE/CAM一体化软件，有着强大的设计功能，同时为了更好的为用户服务，满足不同领域、用户的要求，CATIA为用户提供了二次开发接口，包括自动化对象编程（VBA）和基于构建的运用编程接口（CAA）。
由于VB有面向对象可封装、无需安装、任何电脑均可运行等优点，同时有着和VBA同源的语言框架结构，并且VB程序能方便生成和调用EXCEL数据，故而成为壁板长桁快速展开软件二次开发的首选。
运用CATIA二次开发与超级拷贝相结合的技术，利用程序自动高精度测量（6位小数）产品数模长桁截面的每个参数尺寸直接赋予超级拷贝（POWER COPY）命令，通过在展开后板坯上长桁参数的读取和每根长桁几何关联要素的快速替换超级副本数模，实现展开后长桁截面的快速准确建模，编程流程图如图1所示。
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图1、 带筋整体壁板中长桁快速建立编程流程图
3、带筋整体壁板长桁快速建模软件编程实现
3.1 带筋整体壁板长桁超级副本模型的建立
本文以工字型长桁截面为例，在CATIA V5中绘制典型长桁截面模型，利用超级副本命令建立工字型长桁典型截面，参数为变量，以长桁轴线、长桁轴线和长桁交点替换元素为输入建立超级副本模型。
3.2 长桁截面数量的读取：通过读取每根长桁特征和肋位交点，利用SEARCH语句获取长桁截面的总数量N。
3.3 长桁截面中每一段曲线长度的读取：对于输入变量I小于总数N时，在每一个长桁上建立肋位截面，用MEASURE命令依次读取每个长桁截面中12段曲线的长度，并计入变量MinimumDistancej，测量单位为mm。
3.4 利用程序调用EXCEL应用程序。
3.5 对于每一个变量I，在EXCEL中按次序写入每段曲线长MinimumDistancej。
3.6 按照每个截面的12段曲线的长度值，利用程序分别计算出长桁每一个截面中的截面参数，并保存。
3.7 利用程序调用EXCEL应用程序。
3.8 利用SEARCH语句在展开模型上读取第J个长桁特征交点或肋位交点。
3.9 读取第J个长桁截面对应参数值。
3.10 利用FACTORY函数调用Power Copy命令读取指定路径长桁截面超级副本数模，将第J个长桁截面参数赋值到超级拷贝(Power Copy)的变量中，建立长桁截面数模。
3.11 对于变量J利用循环语句，依次完成展开后壁板长桁截面草图的自动绘制。
3.12 利用长桁截面进行分段扫略建模和特征建模，完成带筋整体壁板长桁的快速展开。
3.13 利用VB程序编写带筋整体壁板长桁截面快速展开软件交互界面，如图2所示。
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图2、带筋整体壁板长桁截面快速展开软件交互界面
4、结论
通过对CATIA超级拷贝（Power Copy）模块二次开发，在某大型飞机带筋整体壁板建模过程中，利用程序的自动测量记录自动调用超级副本，实现了长桁展开模型的实例化超级拷贝实现了长桁的快速高效建模，有效的提高了壁板展开精度和效率。长桁截面快速展开程序的使用改变了原有的手工的测量长桁特征数据的记录方式，避免了由人工测量带来的精度低、测量数据不准确、绘制错误的问题，一并验证了数据的准确性，有效提高了设计员壁板展开设计效率。同时，也通过实例开发，更进一步理解了CATIA_V5宏编程的基本流程和方法，为充分开发CATIA_V5的软件功能开辟了一条新路。
参考文献:
[1] CATIA二次开发技术基础 胡挺 吴立君.电子工业出版社.2006
[2] ARJ21复杂双曲面长桁类零件弯扭复合冷成型方法 田爱萍 西安航空技术高等专科学校学报2008（26）：11-13
[3] 飞机长桁类零件工艺板坯数模的展开设计 张耀平 航空制造技术2015（15）