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工程機(jī)械設(shè)計(jì)中，必然要涉及工程機(jī)械的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)，如挖掘機(jī)，路面檢測(cè)維修車等，都是由數(shù)量繁多的機(jī)械零部件組成，在這些機(jī)械的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中，如果有一個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)的三維模型庫(kù)，便可以直接調(diào)用已有零部件，修改參數(shù)，達(dá)到省時(shí)省力，縮短設(shè)汁周期的目的，而實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽，更可以方便客戶的遠(yuǎn)程查詢，由此作者提出了基于SolidWorks工程機(jī)械三維模型庫(kù)的建庫(kù)思想。
1總體設(shè)計(jì)方案
建立一個(gè)完整的工程機(jī)械虛擬模型庫(kù)系統(tǒng)，應(yīng)該考慮到從建設(shè)到管理維護(hù)及網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的整個(gè)過(guò)程。我們?cè)O(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)，不僅用于機(jī)械零部件的調(diào)用，還要實(shí)現(xiàn)三維模型的網(wǎng)絡(luò)瀏覽，便于用戶的遠(yuǎn)程查看。本文將其分為模型庫(kù)的建設(shè)，管理和網(wǎng)站建設(shè)三個(gè)主要部分(圖1)。模型庫(kù)的建設(shè)分為二維模型零件庫(kù)，裝配動(dòng)畫庫(kù)和工作仿真模型庫(kù)三個(gè)部分;模型庫(kù)的管理主要涉及文件的添加、刪除以及權(quán)限的管理部分;網(wǎng)站的建設(shè)包括格式轉(zhuǎn)換，頁(yè)面風(fēng)格規(guī)劃和網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與網(wǎng)站建設(shè)。
2設(shè)計(jì)方法及關(guān)鍵技術(shù)
本文以SolidWorks為主要三維建模軟件實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)的參數(shù)化設(shè)計(jì)(圖2,圖3);以3D MAX為渲染及動(dòng)畫制作軟件實(shí)現(xiàn)真實(shí)材質(zhì)的渲染及裝配體工作仿真動(dòng)畫;以Premiere和豪杰視頻文件格式轉(zhuǎn)換軟件實(shí)現(xiàn)AVI視頻文件到GIF文件的轉(zhuǎn)化;以Access數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和SQL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)的管理;以Microsoft EruntPage2000為網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)軟件創(chuàng)建以網(wǎng)絡(luò)形式顯示的虛擬模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施和遠(yuǎn)程瀏覽。
工程機(jī)械三維模型庫(kù)的建立，主要部分是機(jī)械零部件的參數(shù)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDN1桌面集成系統(tǒng)，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，可動(dòng)態(tài)模擬裝配過(guò)程，采用基于特征的實(shí)體建模,100%的參數(shù)化設(shè)計(jì)和100%的可修改性，具有基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型，NURBS復(fù)雜曲面造型，實(shí)體與曲面融合，基于約束的裝配造型以及IGES,STEP,VDA-FS,DWG數(shù)據(jù)交換等一系列先進(jìn)的三維設(shè)計(jì)功能及工具，將2D繪圖與3D造型技術(shù)融為一體，為PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的集成提供了條件。
3具體實(shí)施步驟
3.1模型庫(kù)的建設(shè)
將要設(shè)計(jì)的零件按用途，形態(tài)分為標(biāo)準(zhǔn)件，齒輪零件，叉架類零件，盤套類零件，箱體類零件等幾個(gè)主要的部分，每一類零件庫(kù)都有多個(gè)典型的零件相對(duì)應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)它們的動(dòng)畫演示，以全示和剖示兩種方式表達(dá)。裝配體和復(fù)雜曲而模型的設(shè)計(jì)為另一部分，包括裝配和工作的兩種仿真動(dòng)畫，便于模型庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施(圖4，圖5)。
模型庫(kù)的建設(shè)以SolidWorks為主要三維設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)，模型真實(shí)材質(zhì)的渲染和工作動(dòng)畫仿真又以3D MAx輔助，解決了復(fù)雜裝配體動(dòng)畫設(shè)計(jì)和文件輸出在SolidWorks中實(shí)現(xiàn)比較困難的狀況(圖5，圖7)。
3. 2模型庫(kù)的管理
AVI格式文件在實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽時(shí)，因?yàn)槲募蠼o模型庫(kù)的上傳和瀏覽帶來(lái)諸多不便，文件的壓縮和格式的轉(zhuǎn)換成為模型庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常必要的1個(gè)環(huán)節(jié)。作者選用Premiere和豪杰視頻轉(zhuǎn)換軟件，將AVI文件轉(zhuǎn)換為GIF格式，大大降低了模型庫(kù)所占的空間，并方便網(wǎng)頁(yè)的瀏覽。
數(shù)據(jù)庫(kù)的管理部分主要包括文件的添加，刪除和權(quán)限的管理，Access數(shù)據(jù)庫(kù)和SQL語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)這些功能(圖8)。SQL建立三維模型庫(kù)的基本表結(jié)構(gòu)為:
其中BNO是標(biāo)準(zhǔn)零件編碼，BNAME是標(biāo)準(zhǔn)零件中零件的名稱，SIZE是大小，CTIME是建模時(shí)間，DTLME是刪除時(shí)間，OWNER是零件擁有者。
創(chuàng)建基本表的SQL語(yǔ)言:
3.3網(wǎng)絡(luò)實(shí)施
利用Microsoft FrontPage2000可以創(chuàng)建以網(wǎng)絡(luò)形式顯示的工程機(jī)械虛擬模型庫(kù)。在制作過(guò)程中，需要精心籌劃網(wǎng)站結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明快的網(wǎng)頁(yè)，同時(shí)還要考慮網(wǎng)上傳輸速度。因篇幅有限，在此不作詳細(xì)闡述。
4結(jié)束語(yǔ)
作者建立了比較完整的工程機(jī)械三維模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了模型庫(kù)的基本管理，并設(shè)計(jì)建設(shè)了較完善的網(wǎng)站實(shí)現(xiàn)模型庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽。實(shí)踐證明建立工程機(jī)械二維模型庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)該模型庫(kù)的遠(yuǎn)程瀏覽，是工程機(jī)械設(shè)計(jì)中降低人力物力消耗，縮短設(shè)計(jì)周期的非常有意義的一項(xiàng)課題。
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