預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法，該三維建模系統(tǒng)包括：建模規(guī)則維護模塊；框架模型庫維護模塊；整機參數(shù)化建模模塊，讀取并解析框架模型庫中所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，對所述框架模型進行實例化，建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型；三維模型生成引擎，根據(jù)建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。本發(fā)明主要在于將預(yù)制構(gòu)件建模規(guī)則與框架模型相分離，預(yù)制構(gòu)件的建模規(guī)則可以方便地添加和修改，通過通用、可定制的零部件庫和建模規(guī)則，可以快速生成滿足不同設(shè)計需求的整機參數(shù)化建模，并生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。
【專利說明】預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維建模領(lǐng)域，特別是涉及一種預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)成為CAD中最熱門的應(yīng)用技術(shù)之一，在制造業(yè)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。目前工程設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源密集型轉(zhuǎn)化為信息密集型和知識密集型，在預(yù)制構(gòu)件設(shè)計過程中為了避免大量的重復(fù)開發(fā)工作，提高預(yù)制構(gòu)件的效率，節(jié)約開發(fā)成本，需要采用適當(dāng)?shù)膮?shù)化設(shè)計方法對預(yù)制構(gòu)件進行三維建模，使同一系列預(yù)制構(gòu)件的第二次設(shè)計以及后續(xù)設(shè)計可直接通過利用和修改第一次的設(shè)計來實現(xiàn)?？梢?，參數(shù)化設(shè)計方法是預(yù)制構(gòu)件模型修改和變型設(shè)計的需要，是設(shè)計自動化所采用的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]目前國內(nèi)外進行參數(shù)化設(shè)計的研究已經(jīng)突破了傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計中結(jié)構(gòu)參數(shù)定義自下而上的設(shè)計理念，提出了自上而下的總體參數(shù)控制方法；并提出了提取設(shè)計人員的設(shè)計思路，固化設(shè)計規(guī)則，從而實現(xiàn)自動化的參數(shù)設(shè)計方法。但是，這種參數(shù)化設(shè)計方法還有很大的局限性，其總體參數(shù)控制受預(yù)定的參數(shù)結(jié)構(gòu)約束，不能對設(shè)計方案作及時響應(yīng)，無法進行實時的改變；而固化的設(shè)計規(guī)則限制系統(tǒng)只能適用于某特定類型的預(yù)制構(gòu)件，不具有通用性和可拓展性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計規(guī)則僵化而欠缺通用性和可拓展性等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題及其他技術(shù)問題，本發(fā)明提供在一方面提供一種預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)，包括:建模規(guī)則維護模塊，用于維護預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的建模規(guī)則；框架模型庫維護模塊，用于將預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型按照一定層次結(jié)構(gòu)分類存儲至框架模型庫中并進行維護，其中，存儲的預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型通過所述建模規(guī)則維護模塊添加有所述建模規(guī)則維護模塊中的所述建模規(guī)則；整機參數(shù)化建模模塊，用于讀取并解析所述框架模型庫中所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，生成用于選擇零部件類型和特征類型、以及輸入?yún)?shù)的用戶界面，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，對所述框架模型進行實例化，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模；三維模型生成引擎，用于根據(jù)所述整機參數(shù)化建模模塊建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，在CAD應(yīng)用環(huán)境下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。
[0006]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)的進一步改進在于，所述建模規(guī)則包括對預(yù)制構(gòu)件的零部件裝配關(guān)系、主參數(shù)定義、參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、特征定義、特征關(guān)聯(lián)、零部件約束、以及系列特征的描述。[0007]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)的進一步改進在于，所述框架模型包括裝配框架和零件框架，其中，所述裝配框架為加入有虛組件的裝配模型，所述虛組件僅定義裝配位置和基本尺寸；所述零件框架為加入有虛特征的組件模型，所述虛特征僅定義位置和方位。
[0008]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)的進一步改進在于，所述框架模型庫包括零部件庫和特征庫。
[0009]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)的進一步改進在于，所述整機參數(shù)化建模模塊解析所述框架模型庫中預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，以直觀的構(gòu)件樹的形式予以顯
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[0010]本發(fā)明在另一方面提供一種預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法，包括:1)建立預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型；2)利用建模規(guī)則維護模塊在所述框架模型上添加建模規(guī)則；3)利用框架模型庫維護模塊按照一定層次結(jié)構(gòu)將添加有建模規(guī)則的所述框架模型分類存儲至框架模型庫中；4)調(diào)用整機參數(shù)化建模模塊，從所述框架模型庫中讀取并解析所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，生成用于選擇零部件類型和特征類型、以及輸入?yún)?shù)的用戶界面，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模；5)利用三維模型生成引擎，根據(jù)建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，在CAD應(yīng)用環(huán)境下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。
[0011]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法的進一步改進在于，在步驟I)中，建立預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型是在CAD應(yīng)用環(huán)境下建立的。
[0012]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法的進一步改進在于，在步驟4)中，具體包括:
4-1)讀取存儲有預(yù)制構(gòu)件的框架模型庫的數(shù)據(jù)庫表，以樹形結(jié)構(gòu)顯示預(yù)制構(gòu)件、零部件和特征的分類層次關(guān)系；4_2)從所述框架模型庫中讀取所需建立的預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型，對預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型的建模規(guī)則進行解析，將預(yù)制構(gòu)件及其零部件處理成樹形結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件裝配樹；4-3)建立零部件、特征、以及參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以直觀的方式予以顯示；4_4)根據(jù)用戶的參數(shù)輸入、零部件類型選擇和特征選擇，確定整個預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的類型、數(shù)量以及參數(shù)；4_5)自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
[0013]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法的進一步改進在于，在步驟4-4)中，還包括:對預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)樹及零部件/特征和參數(shù)關(guān)系進行實時調(diào)整。
[0014]本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法的進一步改進在于，在步驟5)中，包括:遍歷所述預(yù)制構(gòu)件裝配樹，根據(jù)整機參數(shù)化算法，生成創(chuàng)建當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件的三維模型的模型生成描述語句；啟動三維模型生成引擎，依次執(zhí)行模型生成描述語句，生成當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件的三維幾何模型。
[0015]如上所述，本發(fā)明提供的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法，主要在于將預(yù)制構(gòu)件建模規(guī)則與框架模型相分離，通過對預(yù)制構(gòu)件幾何模型及其建立過程的特點分析，提出并實現(xiàn)了一套適合各種預(yù)制構(gòu)件建模需求的整機參數(shù)化建模腳本語言，其中，預(yù)制構(gòu)件的建模規(guī)則可以通過簡單地語法用腳本文件描述，可以方便地添加和修改，極大地提高了系統(tǒng)的柔性，并且通過通用、可定制的零部件庫和建模規(guī)則，可以快速生成滿足不同設(shè)計需求的整機參數(shù)化建模，并在三維模型生成引擎下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)在一個實施方式中的基本框架圖；
[0017]圖2為本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法在一個實施方式中的流程示意圖；
[0018]圖3為圖2中步驟S207的進一步流程分解圖。
【具體實施方式】
[0019]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0020]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0021]請參閱圖1，顯示為本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)在一個實施方式中的基本框架圖。如圖1所示，所述預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)包括:建模規(guī)則維護模塊11、框架模型庫維護模塊13、整機參數(shù)化建模模塊15、以及三維模型生成引擎17。本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)應(yīng)用于工程設(shè)計中，用于在預(yù)制構(gòu)件設(shè)計工程中采用適當(dāng)?shù)膮?shù)化設(shè)計對各類常見的預(yù)制構(gòu)件進行三維建模。需說明的是，本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)在CAD應(yīng)用環(huán)境下實施的，其中，所述CAD應(yīng)用環(huán)境包括但不限于以下設(shè)計工具:AutoCAD、PRO/E、UG、SoIidWorks ο
[0022]以下針對上述各個模塊進行詳細(xì)描述。
[0023]建模規(guī)則維護模塊11用于維護預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的建模規(guī)則。建模規(guī)則從形式上看是一套具有一定格式的腳本語言，其基本語義包括對預(yù)制構(gòu)件的零部件裝配關(guān)系、主參數(shù)定義、參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、特征定義、特征關(guān)聯(lián)、零部件約束、系列特征等信息的描述。通過這套腳本語言，可以方便地對整機參數(shù)化的建模規(guī)則進行定義。在本發(fā)明中，建模規(guī)則維護模塊11對預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的建模規(guī)則進行維護主要體現(xiàn)在:維護(例如保存)當(dāng)前的建模規(guī)則；提供“建模規(guī)則維護”界面，顯示當(dāng)前的建模規(guī)則，并允許用戶增加新的建模規(guī)則或者對當(dāng)前的建模規(guī)則進行擴充/修改，從而具有良好的可配置性，可以適應(yīng)不同預(yù)制構(gòu)件快速建模的需求。由此，在本發(fā)明中，利用建模規(guī)則維護模塊11，可對由CAD設(shè)計工具(例如:AutoCAD、PRO/E、UG、或SolidWorks)建立的預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型上添加上建模規(guī)則。
[0024]框架模型庫維護模塊13用于將通過建模規(guī)則維護模塊11添加有建模規(guī)則的預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型按照一定層次結(jié)構(gòu)分類存儲至框架模型庫中并進行維護。在本發(fā)明中，所謂框架模型，是指在對某一類相似結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件模型進行抽象、歸納的基礎(chǔ)上，利用“虛零件”和“虛特征”的概念，建立的簡要結(jié)構(gòu)模型，其本質(zhì)是一種可視化的整機參數(shù)化框架表達。所述框架模型包括“裝配框架”和“零件框架”，其中，“裝配框架”是一種加入了“虛組件”的裝配模型，“虛組件”是一種只定義裝配位置(用一個局部坐標(biāo)系完成)和基本尺寸，沒有具體結(jié)構(gòu)的組件模型。用戶在設(shè)計過程中選擇具體的組件實例，賦予其具體參數(shù)后，系統(tǒng)自動用組件實例替換“虛組件”形成實際的裝配；“零件框架”是一種加入了 “虛特征”的組件模型，“虛特征”是一種只定義位置和方位(用一個局部坐標(biāo)系完成)，沒有具體結(jié)構(gòu)的特征表示，用戶在設(shè)計過程中選擇具體的特征實例，賦予具體參數(shù)后，系統(tǒng)自動用特征實例替代虛特征形成實際的組件。另外，框架模型庫維護模塊13所維護的框架模型庫具體包括零部件庫14和特征庫16，其中，零部件庫14存儲有基于建模規(guī)則的預(yù)制構(gòu)件模型，包括:零部件組成、主參數(shù)、裝配特征、形狀特征、參數(shù)關(guān)聯(lián)、特征關(guān)聯(lián)等，特征庫16存儲有與組成預(yù)制構(gòu)件的零部件相關(guān)的特征信息，包括:主參數(shù)、裝配特征、形狀特征、參數(shù)關(guān)聯(lián)、零部件關(guān)聯(lián)等。再有，添加有建模規(guī)則的預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型是按照一定層次結(jié)構(gòu)分類存儲的。
[0025]整機參數(shù)化建模模塊15用于讀取并解析所述框架模型庫中所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，對所述框架模型進行實例化，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型。在本發(fā)明中，利用整機參數(shù)化建模模塊15可調(diào)取預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，并根據(jù)實習(xí)需求，選擇所需的零部件/零部件組合及其建模規(guī)則中的各類參數(shù)，從而確定所要建模的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的類型、數(shù)量以及參數(shù)。具體地，整機參數(shù)化建模模塊15包括:讀取存儲有預(yù)制構(gòu)件的框架模型庫的數(shù)據(jù)庫表，以樹形結(jié)構(gòu)顯示預(yù)制構(gòu)件、零部件和特征的分類層次關(guān)系；從所述框架模型庫中讀取所需建立的預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型，對預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型的建模規(guī)則進行解析，將預(yù)制構(gòu)件及其零部件處理成樹形結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件裝配樹；建立零部件、特征、以及參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以直觀的方式予以顯示；根據(jù)用戶的參數(shù)輸入、零部件類型選擇和特征選擇，確定整個預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的類型、數(shù)量以及參數(shù)；自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
[0026]三維模型生成引擎17用于根據(jù)整機參數(shù)化建模模塊15建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。在本發(fā)明中，三維模型生成引擎17獲得整機參數(shù)化建模模塊15建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型所確定的模型生成描述，生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型，后續(xù)，在CAD應(yīng)用環(huán)境下由CAD設(shè)計工具(例如:AutoCAD、PR0/E、UG、或Solidfforks)根據(jù)三維模型生成引擎17生成的預(yù)制構(gòu)件的三維模型繪制出預(yù)制構(gòu)件的三維模型的繪圖。
[0027]后續(xù)，用戶通過校驗繪制出的預(yù)制構(gòu)件的三維模型繪圖，若需要進一步修改的，則可再次利用整機參數(shù)化建模模塊15提供的用戶界面進行參數(shù)輸入、零部件類型選擇和特征選擇等，以使整機參數(shù)化建模模塊15再次作建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，完成預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
[0028]請參閱圖2，其為本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法在一個實施方式中的流程示意圖。本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法是利用如圖1所示的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)來實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的三維建模。
[0029]結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法包括如下步驟:
[0030]步驟S201，建立預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型。在本發(fā)明中，建立預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型是在CAD應(yīng)用環(huán)境下由CAD設(shè)計工具(例如:AutoCAD、PR0/E、UG、或 SolidWorks)建立的。[0031]步驟S203，利用建模規(guī)則維護模塊11在所述框架模型上添加建模規(guī)則。在本發(fā)明中，建模規(guī)則從形式上看是一套具有一定格式的腳本語言，其基本語義包括對預(yù)制構(gòu)件的零部件裝配關(guān)系、主參數(shù)定義、參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、特征定義、特征關(guān)聯(lián)、零部件約束、系列特征等信息的描述。通過這套腳本語言，可以方便地對整機參數(shù)化的建模規(guī)則進行定義。
[0032]步驟S205，利用框架模型庫維護模塊13按照一定層次結(jié)構(gòu)將添加有建模規(guī)則的所述框架模型分類存儲至框架模型庫中。在本發(fā)明中，框架模型庫維護模塊13所維護的框架模型庫具體包括零部件庫14和特征庫16，其中，零部件庫14存儲有基于建模規(guī)則的預(yù)制構(gòu)件模型，包括:零部件組成、主參數(shù)、裝配特征、形狀特征、參數(shù)關(guān)聯(lián)、特征關(guān)聯(lián)等，特征庫16存儲有與組成預(yù)制構(gòu)件的零部件相關(guān)的特征信息，包括:主參數(shù)、裝配特征、形狀特征、參數(shù)關(guān)聯(lián)、零部件關(guān)聯(lián)等。
[0033]步驟S207，調(diào)用整機參數(shù)化建模模塊15，從框架模型庫中讀取并解析所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，生成用于選擇零部件類型和特征類型、以及輸入?yún)?shù)的用戶界面，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
[0034]如圖3所示，步驟S207進一步包括:
[0035]步驟S2071，裝載預(yù)制構(gòu)件框架模型庫結(jié)構(gòu):讀取存儲有預(yù)制構(gòu)件的框架模型庫的數(shù)據(jù)庫表，以樹形結(jié)構(gòu)顯示預(yù)制構(gòu)件、零部件和特征的分類層次關(guān)系。
[0036]步驟S2073，從所述框架模型庫中讀取所需建立的預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型，對預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型的建模規(guī)則進行解析，將預(yù)制構(gòu)件及其零部件處理成樹形結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件裝配樹。在本發(fā)明中，調(diào)用整機參數(shù)化建模模塊15提供有用戶界面，以供用戶選擇所需建立的預(yù)制構(gòu)件的類型。
[0037]步驟S2075，建立零部件、特征、以及參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以直觀的方式予以顯示。在本發(fā)明中，調(diào)用整機參數(shù)化建模模塊15生成有用于選擇零部件類型和特征類型、以及輸入?yún)?shù)的用戶界面，供用戶進行零部件和特征的選擇以及參數(shù)的輸入。這里，對于參數(shù)，可以輸入所需的參數(shù)并修改關(guān)聯(lián)參數(shù)；對于零部件類型，可以選擇所需的零部件類型并裝載相應(yīng)的框架模型，從而更新預(yù)制構(gòu)件裝配樹；對于特征，可以選擇所需的特征并更改關(guān)聯(lián)特征，從而更新預(yù)制構(gòu)件裝配樹。同時，用戶可以通過在用戶界面的選擇和輸入，可對形成的不同的預(yù)制構(gòu)件裝配樹進行預(yù)覽和比較，從而通過不停的調(diào)試，獲得理想的預(yù)制構(gòu)件裝配樹。
[0038]步驟S2077，根據(jù)用戶的參數(shù)輸入、零部件類型選擇和特征選擇，確定整個預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的類型、數(shù)量以及參數(shù)。在該步驟S2077中，還可以對預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)樹及零部件/特征和參數(shù)關(guān)系進行實時調(diào)整。
[0039]步驟S2079，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
[0040]步驟S209，利用三維模型生成引擎17，根據(jù)建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，在CAD應(yīng)用環(huán)境下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。在本發(fā)明中，步驟S209更進一步包括:遍歷所述預(yù)制構(gòu)件裝配樹，根據(jù)整機參數(shù)化算法，生成創(chuàng)建當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件的三維模型的模型生成描述語句；啟動三維模型生成引擎，依次執(zhí)行模型生成描述語句，生成當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件的三維幾何模型。[0041]后續(xù)，在CAD應(yīng)用環(huán)境下由CAD設(shè)計工具(例如:AutoCAD、PRO/E、UG、或Solidfforks)根據(jù)三維模型生成引擎17生成的預(yù)制構(gòu)件的三維模型繪制出預(yù)制構(gòu)件的三維模型的繪圖。
[0042]用戶通過校驗繪制出的預(yù)制構(gòu)件的三維模型繪圖，若需要進一步修改的，則可再次利用整機參數(shù)化建模模塊15提供的用戶界面進行參數(shù)輸入、零部件類型選擇和特征選擇等，以使整機參數(shù)化建模模塊15再次作建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，完成預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
[0043]綜上所述，本發(fā)明提供的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)及三維建模方法，主要在于將預(yù)制構(gòu)件建模規(guī)則與框架模型相分離，通過對預(yù)制構(gòu)件幾何模型及其建立過程的特點分析，提出并實現(xiàn)了一套適合各種預(yù)制構(gòu)件建模需求的整機參數(shù)化建模腳本語言，其中，預(yù)制構(gòu)件的建模規(guī)則可以通過簡單地語法用腳本文件描述，可以方便地添加和修改，極大地提高了系統(tǒng)的柔性，并且通過通用、可定制的零部件庫和建模規(guī)則，可以快速生成滿足不同設(shè)計需求的整機參數(shù)化建模，并在三維模型生成引擎下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。
[0044]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)，其特征在于，包括: 建模規(guī)則維護模塊，用于維護預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的建模規(guī)則； 框架模型庫維護模塊，用于將預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型按照一定層次結(jié)構(gòu)分類存儲至框架模型庫中并進行維護，其中，存儲的預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型通過所述建模規(guī)則維護模塊添加有所述建模規(guī)則維護模塊中的所述建模規(guī)則； 整機參數(shù)化建模模塊，用于讀取并解析所述框架模型庫中所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，生成用于選擇零部件類型和特征類型、以及輸入?yún)?shù)的用戶界面，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，對所述框架模型進行實例化，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模； 三維模型生成引擎，用于根據(jù)所述整機參數(shù)化建模模塊建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，在CAD應(yīng)用環(huán)境下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)，其特征在于，所述建模規(guī)則包括對預(yù)制構(gòu)件的零部件裝配關(guān)系、主參數(shù)定義、參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系、特征定義、特征關(guān)聯(lián)、零部件約束、以及系列特征的描述。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)，其特征在于，所述框架模型包括裝配框架和零件框架，其中，所述裝配框架為加入有虛組件的裝配模型，所述虛組件僅定義裝配位置和基本尺寸；所述零件框架為加入有虛特征的組件模型，所述虛特征僅定義位置和方位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)，其特征在于，所述框架模型庫包括零部件庫和特征庫。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)，其特征在于，所述整機參數(shù)化建模模塊解析所述框架模型庫中預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，以直觀的構(gòu)件樹的形式予以顯示。
6.一種采用如權(quán)利要求1至5中任一項所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模系統(tǒng)進行預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法，其特征在于，包括: 1)建立預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型； 2)利用建模規(guī)則維護模塊在所述框架模型上添加建模規(guī)則； 3)利用框架模型庫維護模塊按照一定層次結(jié)構(gòu)將添加有建模規(guī)則的所述框架模型分類存儲至框架模型庫中； 4)調(diào)用整機參數(shù)化建模模塊，從所述框架模型庫中讀取并解析所需建立的預(yù)制構(gòu)件的框架模型及其建模規(guī)則，生成用于選擇零部件類型和特征類型、以及輸入?yún)?shù)的用戶界面，并根據(jù)輸入的零部件類型、特征類型以及參數(shù)，自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模； 5)利用三維模型生成引擎，根據(jù)建立的預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，在CAD應(yīng)用環(huán)境下生成預(yù)制構(gòu)件的三維模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法，其特征在于，在步驟I)中，建立預(yù)制構(gòu)件、組成預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的框架模型是在CAD應(yīng)用環(huán)境下建立的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法，其特征在于，在步驟4)中，具體包括: 4-1)讀取存儲有預(yù)制構(gòu)件的框架模型庫的數(shù)據(jù)庫表，以樹形結(jié)構(gòu)顯示預(yù)制構(gòu)件、零部件和特征的分類層次關(guān)系； 4-2)從所述框架模型庫中讀取所需建立的預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型，對預(yù)制構(gòu)件及其零部件的框架模型的建模規(guī)則進行解析，將預(yù)制構(gòu)件及其零部件處理成樹形結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件裝配樹； 4-3)建立零部件、特征、以及參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以直觀的方式予以顯示； 4-4)根據(jù)用戶的參數(shù)輸入、零部件類型選擇和特征選擇，確定整個預(yù)制構(gòu)件的零部件及其特征的類型、數(shù)量以及參數(shù)； 4-5)自動建立預(yù)制構(gòu)件的零部件及其裝配模型，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件整機的參數(shù)化建模。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法，其特征在于，在步驟4-4)中，還包括:對預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)樹及零部件/特征和參數(shù)關(guān)系進行實時調(diào)整。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的預(yù)制構(gòu)件的三維建模方法，其特征在于，在步驟5)中，包括: 遍歷所述預(yù)制構(gòu)件裝配樹，根據(jù)整機參數(shù)化算法，生成創(chuàng)建當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件的三維模型的模型生成描述語句； 啟動三維模型生成引擎，依次執(zhí)行模型生成描述語句，生成當(dāng)前預(yù)制構(gòu)件的三維幾何模型。
【文檔編號】G06T17/00GK103578137SQ201310628570
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王靜, 馬榮全, 王桂玲, 苗冬梅 申請人:中國建筑第八工程局有限公司