基于SolidWorks工程机械三维模型库的开发与应用

o610o19

工程机械设计中，必然要涉及工程机械的计算机辅助设计(CAD)，如挖掘机，路面检测维修车等，都是由数量繁多的机械零部件组成，在这些机械的计算机辅助设计中，如果有一个参数化设计的三维模型库，便可以直接调用已有零部件，修改参数，达到省时省力，缩短设汁周期的目的，而实现模型库的网络浏览，更可以方便客户的远程查询，由此作者提出了基于SolidWorks工程机械三维模型库的建库思想。

# i" f2 u# x# S/ u5 I1总体设计方案

建立一个完整的工程机械虚拟模型库系统，应该考虑到从建设到管理维护及网络实施的整个过程。我们设计这个系统，不仅用于机械零部件的调用，还要实现三维模型的网络浏览，便于用户的远程查看。本文将其分为模型库的建设，管理和网站建设三个主要部分(图1)。模型库的建设分为二维模型零件库，装配动画库和工作仿真模型库三个部分;模型库的管理主要涉及文件的添加、删除以及权限的管理部分;网站的建设包括格式转换，页面风格规划和网页设计与网站建设。
) w( l& q1 S8 d
2 `& ?! E7 Q+ ^1 D% V. C$ N% F& Z
# M( G- t2 b. T  i/ `: J- d

2设计方法及关键技术

本文以SolidWorks为主要三维建模软件实现模型库的参数化设计(图2,图3);以3DMAX为渲染及动画制作软件实现真实材质的渲染及装配体工作仿真动画;以Premiere和豪杰视频文件格式转换软件实现AVI视频文件到GIF文件的转化;以Access数据库软件和SQL语言编程实现模型库的管理;以MicrosoftEruntPage2000为网页设计软件创建以网络形式显示的虚拟模型库，实现模型库的网络实施和远程浏览。
5 @& T  i; K2 e
  Y- r. t7 W( Y

工程机械三维模型库的建立，主要部分是机械零部件的参数化计算机辅助设计，而SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDN1桌面集成系统，采用自顶向下的设计方法，可动态模拟装配过程，采用基于特征的实体建模,100%的参数化设计和100%的可修改性，具有基于特征的参数化实体造型，NURBS复杂曲面造型，实体与曲面融合，基于约束的装配造型以及IGES,STEP,VDA-FS,DWG数据交换等一系列先进的三维设计功能及工具，将2D绘图与3D造型技术融为一体，为PC机上实现CAD/CAM的集成提供了条件。
0 Q/ @" k6 v1 P/ [1 L6 w$ e8 K
3具体实施步骤

3.1模型库的建设

将要设计的零件按用途，形态分为标准件，齿轮零件，叉架类零件，盘套类零件，箱体类零件等几个主要的部分，每一类零件库都有多个典型的零件相对应，并实现它们的动画演示，以全示和剖示两种方式表达。装配体和复杂曲而模型的设计为另一部分，包括装配和工作的两种仿真动画，便于模型库的网络实施(图4，图5)。
5 I2 Q  F# }6 C, F5 w. Y' a6 L8 ^


模型库的建设以SolidWorks为主要三维设计软件，实现模型的参数化设计，模型真实材质的渲染和工作动画仿真又以3DMAx辅助，解决了复杂装配体动画设计和文件输出在SolidWorks中实现比较困难的状况(图5，图7)。



: a* C6 q1 w0 ^) Y" x3.2模型库的管理

9 W& L- {3 u$ q# m0 `6 D( o6 _AVI格式文件在实现模型库的网络浏览时，因为文件太大给模型库的上传和浏览带来诸多不便，文件的压缩和格式的转换成为模型库系统设计中非常必要的1个环节。作者选用Premiere和豪杰视频转换软件，将AVI文件转换为GIF格式，大大降低了模型库所占的空间，并方便网页的浏览。
2 _7 }! ]; a) G7 b1 U6 ~
, n& K( y- x# p8 |数据库的管理部分主要包括文件的添加，删除和权限的管理，Access数据库和SQL语言可以实现这些功能(图8)。SQL建立三维模型库的基本表结构为:
: X; W4 M# D+ d, P; {1 o


, y' @; C5 b7 r6 q
其中BNO是标准零件编码，BNAME是标准零件中零件的名称，SIZE是大小，CTIME是建模时间，DTLME是删除时间，OWNER是零件拥有者。

创建基本表的SQL语言:


2 O3 k4 n4 R& R+ r9 \5 y
8 M# o% A) z% o/ ^0 S+ R0 h3.3网络实施
6 M0 z7 g" }/ [6 F
+ C# @6 F* z5 Y利用MicrosoftFrontPage2000可以创建以网络形式显示的工程机械虚拟模型库。在制作过程中，需要精心筹划网站结构、设计简洁明快的网页，同时还要考虑网上传输速度。因篇幅有限，在此不作详细阐述。
( H' q# C1 Q5 D0 ~' ~2 f3 \8 z
! o! z! V* b, a0 ]/ {- F/ U  Z7 b4结束语

作者建立了比较完整的工程机械三维模型库，实现了模型库的基本管理，并设计建设了较完善的网站实现模型库的网络浏览。实践证明建立工程机械二维模型库，并实现该模型库的远程浏览，是工程机械设计中降低人力物力消耗，缩短设计周期的非常有意义的一项课题