发明内容
本发明的目的在于提供一种三维模型的自动装配方法及系统,使得三维模型实现参数化的自动装配,可消除设计人员的复杂操作,提高企业效率。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种三维模型的自动装配方法,包含以下步骤:
A、将模型数据库提供给用户,供用户在所述模型数据库中选择三维模型;其中,所述模型数据库中存储有预先绘制的三维模型;
B、通过人机交互界面接收用户针对所述选择的三维模型输入的参数;
C、将所述选择的三维模型的尺寸,调整为与所述输入的参数相一致的尺寸;
D、将所述尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中,并刷新所述总装配图;
重复所述步骤A至所述步骤D,直至完成总装配图中所需三维模型的装配。
本发明的实施方式还提供了一种三维模型的自动装配系统,包含:模型数据库和客户端;
所述模型数据库中存储有预先绘制的三维模型;
所述客户端包含:选择模块、参数获取模块、参数调整模块、装配模块;
所述选择模块用于将所述模型数据库提供给用户,供用户在所述模型数据库中选择三维模型,并在所述用户选择三维模型后触发所述参数获取模块;
所述参数获取模块用于通过人机交互界面接收用户针对所述选择的三维模型输入的参数,并在接收到所述输入的参数后触发所述参数调整模块;
所述参数调整模块用于将所述选择的三维模型的尺寸,调整为与所述输入的参数相一致的尺寸,所述参数调整模块在完成所述调整后触发所述装配模块;
所述装配模块用于将所述尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中,并在刷新所述总装配图后重新触发所述选择模块,直至完成总装配图中所需三维模型的装配。
本发明实施方式相对于现有技术而言,在模型数据库存储的预先绘制的三维模型中选择三维模型;根据用户输入的三维模型的参数,将三维模型的尺寸,调整为与输入的参数相一致的尺寸;将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中,并刷新总装配图;通过重复三维模型的选择、参数获取、模型调整和装配的过程,直至完成总装配图中所需三维模型的装配,实现三维模型的参数化自动装配,可消除设计人员的复杂操作,提高效率。
另外,在所述将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中的步骤之后,包含以下步骤:
判断当前需装配到总装配图中的三维模型,是否需要进行工艺处理;
如判定需要进行工艺处理,则进行所述工艺处理。
其中,所述工艺处理包含以下任意一种或者组合:
对三维模型的切割、对三维模型的挖空、对三维模型的阵列、对三维模型的压缩及解压缩。
通过在将三维模型安装到总装配图中时,对三维模型进行切割、挖空、阵列、压缩及解压缩等工艺处理,满足模型设计的实际需求,进一步减少用户的复杂操作,提高效率。
另外,所述三维模型的自动装配方法还包含以下步骤:
预先将三维模型的标准参数存储在标准参数数据库中;
在所述步骤B中,将所述标准参数数据库中存储的标准参数,通过所述人机交互界面提供给用户,供用户选择输入。
其中,所述标准参数包含:国内标准GB参数、国内化工标准HG参数、美国标准参数、德国标准参数。
通过为用户提供三维模型的标准参数,简化用户的输入,让用户使用更方便,进一步简化操作,提高效率。
另外,所述三维模型包含零件、组合件;
通过以下任意一种方式,将所述尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中:
将所述尺寸调整后的三维模型装入到子装配体文件中,再将该子装配体文件装入接管草图文件中,再将该接管草图文件装入总装配图中;
将所述尺寸调整后的三维模型装入到接管草图文件中,再将该接管草图文件装入总装配图中;
将所述尺寸调整后的三维模型装入到子装配体文件中,再将该子装配体文件装入总装配图中;
将所述尺寸调整后的三维模型直接装入到总装配图中。
通过上述多种方式将三维模型安装到总装配图中,为模型安装到总装配图中提供多种可能性,使用户根据需要灵活使用,进一步提高效率。
另外,所述模型数据库中存储的三维模型包含以下任意一种或其组合:封头、筒体、夹套、法兰、视镜、接管、耳座、支承座、吊耳、支腿。
通过在模型数据库中存储常用的基本三维模型,为用户提供全面的选择,方便用户使用,进一步提高效率。
另外,所述模型数据库位于远程服务器中,需在客户端上装配三维模型时,所述客户端从所述远程服务器中调用所述模型数据库;或者,
预先将所述模型数据库拷贝至客户端,需在所述客户端上装配三维模型时,所述客户端直接从本客户端中获取所述模型数据库。
根据用户的实际需求,提供模型数据库的多种存储方案,方便用户使用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种三维模型的自动装配方法,流程如图1所示,具体步骤如下:
步骤101,选择模型,具体地说,将模型数据库提供给用户,供用户在模型数据库中选择三维模型;其中,模型数据库中存储有预先绘制的三维模型。
在本实施方式中,将模型数据库通过软件界面的形式提供给用户,用户在软件界面中选取装配一套设备模型所需的零件类型,选好确认后,程序会从模型数据库中读取对应模型拷贝到一个总装配图目录下。模型数据库中存储的三维模型包含以下任意一种或其组合:封头、筒体、夹套、法兰、视镜、接管、耳座、支承座、吊耳、支腿。使用的模型是预先建好的,要和软件界面中的参数一一对应。通过在模型数据库中存储常用的基本三维模型,为用户提供全面的选择,方便用户使用,进一步提高效率。
在本实施方式中,预先将模型数据库拷贝至客户端,需在客户端上装配三维模型时,客户端直接从本客户端中获取模型数据库,以保证该模型数据库中三维模型的调用速度。
此外,本领域技术人员可以理解,在实际应用中,模型数据库也可以位于远程服务器中,需在客户端上装配三维模型时,客户端从远程服务器中将模型数据库拷贝至客户端。根据用户的实际需求,提供模型数据库的多种存储方案,可方便用户的使用。
步骤102,输入模型参数,具体地说,通过人机交互界面接收用户针对所选择的三维模型输入的参数;典型的参数涉及到模型的大小、安装位置、角度等一些信息。
比如,在进行一个容器设备的设计中,需要用到下封头,则在选择下封头的三维模型之后,输入模型参数,所涉及的参数具体说明如下:
如图2所示为下封头的典型参数输入界面示意图,针对所选择的下封头这一模型,需要输入10个项目的参数,如表1所示:
编号 |
项目名 |
机能 |
1 |
封头类型 |
选择封头类型参数 |
2 |
封头标准 |
选择封头标准参数 |
3 |
内径 |
输入内径参数 |
4 |
名义厚度 |
输入名义厚度参数 |
5 |
直边 |
输入直边参数 |
6 |
球面半径 |
输入球面半径参数 |
7 |
过渡段半径 |
输入过渡段半径参数 |
8 |
材料 |
输入材料参数 |
9 |
最小厚度 |
输入最小厚度参数 |
10 |
抛光减薄量 |
输入抛光减薄量参数 |
表1
通过上述下封头模型的参数示例可以看出,要设计一个三维模型,只需要输入所需要模型的一些典型参数,即可完成,无需像现有技术那样绘制每一根线,每一个角度,大大降低了用户的操作复杂度,提高了效率。
步骤103,程序自动更改模型尺寸,具体地说,将选择的三维模型的尺寸,调整为与输入的参数相一致的尺寸,也就是说,根据界面中参数去更改模型的一些特征或大小。
在本实施方式中,首先通过所选的软件界面及参数,得到模型类型,把本地模型库中对应的文件拷贝到总装配图目录下,再打开模型,把对应的参数赋给模型(模型库中的模型都是可参数化的),为了让用户使用方便,有些参数只需输入客户所提的一个需求,并能给模型一个准确的尺寸(比如,接管只需输入TL线伸出长度,程序通过接管安装位置及角度算出准确的接管长度),再把材料赋给模型,最后刷新后保存,即可得到尺寸与输入参数相一致的三维模型。
步骤104,将模型安装到总装配图中,具体地说,将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中,并刷新总装配图。
本领域技术人员可以理解,三维模型包含零件或者组合件,在设计中,零件或者组合件在组装成总装配图时,可以把部分零件或者组合件先组装在一起成为子装配体,或者将接管安装到接管草图中,然后在子装配体或者接管草图安装到总装配图中,如图3所示,因此,可以通过以下任意一种方式,将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中:
将尺寸调整后的三维模型装入到子装配体文件中,再将该子装配体文件装入接管草图文件中,再将该接管草图文件装入总装配图中;比如,将多个零件(如:接管)装入子装配体文件中,再装入接管草图文件中,再装入总装配体中。
将尺寸调整后的三维模型装入到接管草图文件中,再将该接管草图文件装入总装配图中;比如,将多个零件(如:卫生级接管中的常规接管)或者组合件(如:外购件类型的凸缘视镜)装入接管草图文件中,再装入总装配体中。
将尺寸调整后的三维模型装入到子装配体文件中,再将该子装配体文件装入总装配图中;比如,将多个零件(如:夹套)装入子装配体文件中,再装入总装配体中。
将尺寸调整后的三维模型直接装入到总装配图中;比如,零件(如:封头、筒体)或者组合件(如:支腿、吊耳)直接装入总装配体中。
其中:组合件的文件扩展名为:SLDASM,是由多种零件(文件扩展名为:SLDPRT)装配在一起的一种特殊零件;子装配的文件扩展名为:SLDASM,原先是一个无零件的装配文件,里面定义了轴及面,让其它零件准确的配合在此子装配文件上;标准件包括零件或组合件;模型包括零件或组合件,子装配体;接管草图是一个三维草图,里面定义了很多的草图图形及面,还有一个轴,可以准备安放各种位置和角度的接管。
通过上述多种方式将三维模型安装到总装配图中,为模型安装到总装配图中提供多种可能性,使用户根据需要灵活使用,进一步提高效率。
上述步骤101至104是一个三维模型的选择、参数获取、模型调整和装配过程,重复上述步骤101至步骤104,直至完成总装配图中所需三维模型的装配,即可得到总装配图,具体由步骤105和106判断是否完成总装配图中所需三维模型的装配:
步骤105,判断是否完成总装配图中所需三维模型的装配,若是,则输出总装配图;若否,则执行步骤106;
步骤106,确定下一个欲装配的三维模型,并返回执行步骤101。
比如,如图4所示,依次重复吊耳1,接管法兰2,凸缘视镜3,上封头(碟形)4,筒体5,耳座6,加强圈7,下封头(碟形)8,支腿9这些三维模型的选择、参数获取、模型调整和装配过程,直至所需三维模型全部装配到总装配图中,即得到图4所示容器设备的总装配图。
与现有技术相比,本实施方式在模型数据库存储的预先绘制的三维模型中选择三维模型;根据用户输入的三维模型的参数,将三维模型的尺寸,调整为与输入的参数相一致的尺寸;将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中,并刷新总装配图;通过重复三维模型的选择、参数获取、模型调整和装配的过程,直至完成总装配图中所需三维模型的装配,实现了三维模型的参数化自动装配,消除了设计人员的复杂操作,提高了效率。
本发明的第二实施方式涉及一种三维模型的自动装配方法。第二实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进,其主要改进之处在于:在本发明第二实施方式中,在将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中之后,如需要对三维模型进行工艺处理,则进行工艺处理。具体步骤如下:
判断当前需装配到总装配图中的三维模型,是否需要进行工艺处理;
如判定需要进行工艺处理,则进行工艺处理。
其中,工艺处理包含以下任意一种或者组合:
对三维模型的切割,比如,在装配接管到筒体时,管子的一端是平的,而筒体是有弧度的,如果选择了接管为内平齐类型,这时就需要切割管子,使内部平齐。
对三维模型的挖空,比如,当接管装到筒体时,接管就需要给筒体挖孔,孔径与接管的外径大小一样。
对三维模型的阵列,比如,一个支腿装入总装配体后,前台界面参数输了支腿个数为3,那么程序就会给它阵列3个。
对三维模型的压缩及解压缩,比如,模型库中有加强圈这一个零件,它有:扁钢、糟钢、T型钢、工字钢、角钢几种类型,但它是套在筒体外面的,所以筒体的参数值都一样,然后根据所选的类型去解压缩,不需要的压缩掉,程序再根据类型不同,参数也做相应调整。
在将三维模型安装到总装配图中之后,如需要对三维模型进行工艺处理,可以通过在三维模型参数输入时,输入一些相应的参数,则在将三维模型安装到总装配图中之后,程序会自动进行工艺处理。比如,如图5所示为安装接管的典型参数输入界面示意图,将接管的三维模型按安装到总装配图之后,判定与接管连接的封头或筒体需要进行挖空,则会在封头或筒体上挖空;如果接管参数中编号为6的接管类型选择为不选择内伸接管型式(即图5中的型式2),则对接管进行切割操作,使接管与封头或筒体内部平齐。针对所选的接管这一模型,需要输入11个项目的参数,如表2所示:
表2
通过在将三维模型安装到总装配图中之后,对三维模型进行切割、挖空、阵列、压缩及解压缩等工艺处理,满足模型设计的实际需求,进一步减少用户的复杂操作,提高效率。
本发明的第三实施方式涉及一种三维模型的自动装配方法。第三实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进,其主要改进之处在于:在本发明第三实施方式中,三维模型的自动装配方法还包含以下步骤:
预先将三维模型的标准参数存储在标准参数数据库中;
在本发明第一实施方式的输入模型参数(即步骤102)的步骤中,将标准参数数据库中存储的标准参数,通过人机交互界面提供给用户,供用户选择输入。
其中,标准参数包含:国内标准GB参数、国内化工标准HG参数、美国标准参数、德国标准参数。
通过为用户提供三维模型的标准参数,简化用户的输入,让用户使用更方便,进一步简化操作,提高效率。
在本实施方式中,标准参数数据库位于远程服务器中,需要提供标准参数供用户选择输入时,客户端从远程服务器中直接获取标准参数数据库。由于标准参数数据库的数据量较小,客户端可以实时读取从远程服务器中标准参数数据库的标准参数,不会影响程序响应速度。
此外,本领域技术人员可以理解,在实际应用中,也可以预先将标准参数数据库拷贝至客户端,需要提供标准参数供用户选择输入时,客户端直接从本客户端中获取标准参数数据库中的标准参数。根据用户的实际需求,提供标准参数数据库的多种存储方案,可方便用户的使用。
上面各种方法的步骤划分,只是为了描述清楚,实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分,分解为多个步骤,只要包含相同的逻辑关系,都在本专利的保护范围内;对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计,但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第四实施方式涉及一种三维模型的自动装配系统,如图6所示,包含:模型数据库和客户端;
模型数据库中存储有预先绘制的三维模型;
客户端包含:选择模块、参数获取模块、参数调整模块、装配模块;
选择模块用于将模型数据库提供给用户,供用户在模型数据库中选择三维模型,并在用户选择三维模型后触发参数获取模块;
参数获取模块用于通过人机交互界面接收用户针对选择的三维模型输入的参数,并在接收到输入的参数后触发参数调整模块;
参数调整模块用于将选择的三维模型的尺寸,调整为与输入的参数相一致的尺寸,参数调整模块在完成调整后触发装配模块;
装配模块用于将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中,并在刷新总装配图后重新触发选择模块,直至完成总装配图中所需三维模型的装配。其中,三维模型包含零件、组合件;装配模块可通过以下任意一种方式中,将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中:
装配模块将尺寸调整后的三维模型装入到子装配体文件中,再将该子装配体文件装入接管草图文件中,再将该接管草图文件装入总装配图中;
装配模块将尺寸调整后的三维模型装入到接管草图文件中,再将该接管草图文件装入总装配图中;
装配模块将尺寸调整后的三维模型装入到子装配体文件中,再将该子装配体文件装入总装配图中;
装配模块将尺寸调整后的三维模型直接装入到总装配图中。
在本实施方式中,客户端还包含:存储模块,用于存储模型数据库的复本,选择模块直接从存储模块中获取模型数据库,以保证该模型数据库中三维模型的调用速度。
此外,本领域技术人员可以理解,模型数据库也可以位于远程服务器中,选择模块从远程服务器中调用模型数据库。
不难发现,本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例,本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
值得一提的是,本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块,在实际应用中,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现。此外,为了突出本发明的创新部分,本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明第五实施方式涉及一种三维模型的自动装配系统。第五实施方式在第四实施方式基础基础上做了进一步改进,其主要改进之处在于:在本发明第五实施方式中,三维模型的自动装配系统还包含:
判断模块,用于判断当前需装配到总装配图中的三维模型,是否需要进行工艺处理;
处理模块,用于在判断模块判定需要进行工艺处理时,在将尺寸调整后的三维模型安装到总装配图中后进行工艺处理。
其中,工艺处理包含以下任意一种或者组合:对三维模型的切割、对三维模型的挖空、对三维模型的阵列、对三维模型的压缩及解压缩。
由于第二实施方式与本实施方式相互对应,因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
本发明第六实施方式涉及一种三维模型的自动装配系统。第六实施方式在第四实施方式基础基础上做了进一步改进,其主要改进之处在于:在本发明第六实施方式中,三维模型的自动装配系统还包含:
标准参数数据库,用于存储三维模型的标准参数;
参数获取模块将标准参数数据库中存储的标准参数,通过人机交互界面提供给用户,供用户选择输入。
由于第三实施方式与本实施方式相互对应,因此本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,在第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。