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。

1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。
& K) G8 x+ K  D  H9 X


6 q0 A* @0 v4 R1 _
2设计方法及关键技术

) T" U  f0 |  L: Z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。
2 y1 D& T# u( {+ M+ r
1 q) {. ?2 Z! R2 [% m# _" F
! L; v9 o1 [+ u. ]
: y6 I, e# v8 n% K& t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。
4 T. B8 K' ~. t1 p/ w1 p
3具体实施步骤
/ o6 N2 i: X  a3 e3 ?- G# _
0 ~( p( h* e: H) S+ F3.1模型库的建设

& }5 d: m6 ~) |& x% h* G+ t. W2 q: q; M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)。
: L5 T4 B9 `# S2 [7 Q
& ~" a# y; {3 m/ \/ _. I5 B

% R5 G( C4 L9 i$ M) Y5 w0 c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)。
, E5 U& r+ v; p, p
$ M4 T. p" G8 {3 \/ C! b8 u

' q& h: u7 `3 n% e; D3.2模型库的管理

& @4 k: R8 h1 lAVI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。

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:
8 ?  j1 K0 a0 Q& g! P5 B% k  x: l
$ m$ r+ o0 G8 Z" Z
% m5 e- S' U/ x7 u* g& N. U1 ~* Q

8 L1 G; |: \4 l. f' ]1 q+ t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。

( ~6 S9 ^( w& I7 T创建基本表的SQL语言:


: e& g( l5 B4 k+ L- E
% S1 {5 a- b/ x' o3.3网络实施
0 j1 V4 \+ L& S+ q6 o- _8 J
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。
+ |3 c8 c( U( e
4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