基于TCL/XML的车身自动化连接技术

摘要：随着计算机技术的飞速发展，CAE求解器的速度越来越快，然而建模的效率却有待提高。比如白车身成千上万个焊点和螺栓，如何快速而准确的实现这些连接已经成为一个突出的问题。本文利用XML文件为CAD与CAE的交流媒介，借助TCL准确而快速的实现了车身的自动连接，大大提高了CAE工程师的工作效率。
关键词：XML、TCL、tDOM、自动连接

1 背景

随着计算机技术的不断发展，CAE求解的速度突飞猛进。然而制约工程师的前处理的效率问题越来越突出。如一个白车身的连接，有焊点、胶水、螺栓等，如何快速、准确的实现这些连接成为CAE工程师的一大挑战。

TCL(Tool Command Language)是一种简明、高效的解释执行脚本语言，不用编译就可以调用TCL解释器执行，大大减少开发测试时间；并且TCL是一种移植性好的编程语言，它几乎在所有的平台上都可以解释运行。现在CAE分析软件的深入应用都离不开TCL语言，因此对CAE分析工程师来说，TCL是已经成为一种重要的工具语言。

不同企业、不同部门中往往存在着许多不同的系统，XML是一种非常理想的网际语言，可以用作各种不同系统之间的交流媒介。tDOM是一种与TCL语言绑定的开放源码，是用C编码的、面向DOM的XML处理器，是目前可用的运行最佳的XML处理器之一。

CAD与CAE的不断融合是当今计算力学软件的发展的趋势之一。本文利用XML文件为CAD与CAE的交流媒介，借助TCL准确而快速的实现了车身的自动连接，大大体高了CAE工程师的工作效率。CAE与CAD的融合不仅仅是CAE前处理软件可以读取CAD数据这么简单的融合，而应该是更深层次的交叉融合。本文可以说是CAD与CAE融合的一个典型例子。

2 CATIA中的XML



焊点、胶水、螺栓这些信息来自设计人员，并且焊点和胶水等都可以在CATIA中实现，如图1所示。CAE工程师完全可以共享这些信息。XML语言可以用作CAD与CAE之间的交流媒介。在CATIA中通过二次开发，我们已经实现了将焊点、胶水、螺栓这些信息XML化。如图2所示。

图1 CATIA中的焊点、胶水等

图2 CATIA中输出的XML文件

图2表示了2个焊点的XML文件。Fuegeverfahren中的PS表示焊点，ParameterTeile表示此焊点要连接的零件和厚度，以＃隔开，DPMIM 4mm表示焊点直径4mm，Koordinaten表示焊点的位置坐标。其它的连接关系如胶水、螺栓也类似。

3 CAE中的XML

在HyperMesh中利用TCL程序，通过tDOM读取、解析上面的XML文件，然后生成相应的Connector。如图3、图4所示，首先读取CATIA中生成的XML文件，然后生成了5个焊点Connector，一个螺栓Connector，2条胶水Connector。

图3 读取XML

图4 焊点等在HyperMesh中的实现

一些关键点：

1) tDOM是XML的解析器。HyperMesh虽已安装了TCL/TK，但没有安装tDOM库。因此应先把tDOM库放在TCL相应的库函数中，并在程序中引用，如package require tDOM。

2) 一些关键函数

*createnode /创建节点

*createmark nodes 1 -1 /创建node Mark

*createmark components 2 /创建 components Mark

*createstringarray 5 "link_elems_geom=elems" "link_rule=now" "relink_rule=none" "tol_flag=0" "tol=1.000000"

*CE_ConnectorCreateByMark nodes 1 "spot" 2 components 2 1 5/创建Spot Connector

3) HyperMesh中Component的名称必须与CATIA的XML文件中ParameterTeile的值一致。

4) tk_getOpenFile -filetypes {{xml .xml} {All *}} / 调用标准打开文件对话框

5) 不单是焊点、胶水、螺栓等，其它的连接信息如激光焊、烧焊等都可以与设计工程师协商 定义。

4 结论与展望

从上面的阐述可以看出，一个完善的连接信息管理系统，不但方便设计人员管理连接信息，还可以与其它部门如CAE工程师、规划工程师清晰方便的交流。

在实际工作中，一个白车身由许多总成组成，基本上一个总成对应一个XML文件。因此我们可以从规模小的总成开始，一个一个连接。并且不同的人可以负责不同的总成，这样白车身的连接可以协同进行，从而大大体高工作效率。并且连接自动化的实现还可以对焊点的布置进行优化，相关内容可以参考作者HTC2011的论文《基于HyperWorks二次开发的焊点优化》。

5参考文献
[1] HyperWorks User’s Manual