CN103761408B - 一种三维模型装配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种三维模型装配方法及系统，所述方法具体包括以下：根据目标三维模型数据选定标准三维模型，对比目标三维模型数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数；将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置，得到目标三维模型。

Description

一种三维模型装配方法及系统

技术领域

本发明涉及软件技术领域，特别涉及一种三维模型装配方法及系统。

背景技术

伴随着计算机的发展和大量普及，利用软件完成的机械设计与制图，早已经代替了传统的手工绘图。而在软件制图的领域当中，二维的平面绘图也在渐渐的被模型化的三维绘图所取代。所谓模型化的三维绘图，就是先将机械装置的各个零件结构绘制成三维模型；在根据各零件之间点、轴、面的位置关系，对各个零件结构的三维模型进行装配和调试；进而完成整体机械装置的设计和绘制。

三维模型绘图的优势在于，能够更加直观的体现装置各个零件结构的空间位置关系，实现零件结构之间的干涉和受力关系的自动分析，甚至模拟该机械装置的工作状态。也就是说，利用三维模型进行设计和制图的过程中，真实程度极高，为设计人员带来了极大的方便；另外基于三维模型的模拟实验某种程度上也能够替代传统设计当中重复的硬件实验，既提高研发的效率，也能够节约研发成本。

不过在现阶段，对于各零件结构的绘制和装配均为手动操作完成。对于所有的设计与制图过程，都需要重新绘制每一个零件结构，逐一进行装配。所以当前的绘制和装配过程依然需要较长的时间完成，消耗大量的人力，设计和制图的效率依然有非常大的提高空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三维模型装配方法及系统，通过将待装配零件分配至装配平面，并调整装配平面以实现对于待装配零件的安装。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种三维模型装配方法，所述方法具体包括以下：

根据目标三维模型数据选定标准三维模型，对比目标三维模型数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数；

将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置，得到目标三维模型。

所述将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面还包括：

将待装配零件以外的零件分配至基准平面。

所述针对待装配零件指定的调整参数包括：角度调整参数和距离调整参数；

则所述装配平面包括：角度装配平面和距离装配平面。

所述根据调整参数将待装配零件分配至相应的装配平面具体为：

如果针对该待装配零件的调整参数为角度调整参数，则将该待装配零件分配至角度装配平面；

如果针对该待装配零件的调整参数为距离调整参数，则将该待装配零件分配至距离装配平面；

如果针对该待装配零件同时有角度调整参数和距离调整参数，则将该待装配零件分配至角度调整平面和距离装配平面。

所述根据调整参数将待装配零件分配至相应的装配平面还包括：

将调整参数相同或存在固定逻辑关系的待装配零件分配至同一装配平面。

所述对装配平面进行调整具体为：

预先设置调整函数，将所述调整参数代入调整函数以对装配平面进行调整。

一种三维模型装配系统，所述系统具体包括：

参数模块，用于根据目标三维模型数据选定标准三维模型，对比目标三维模型数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数；

分配模块，用于将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

装配模块，用于根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置。

所述分配模块具体包括：

装配分配单元，用于根据所述调整参数将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

基准分配单元，用于将待装配零件以外的零件分配至基准平面。

通过以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是：通过将待装配零件分配至装配平面，并通过调整装配平台实现待装配零件的位置调整和装配，实现了在现有三维模型基础上通过局部的调整得到目标三维模型，避免了逐一装配所有零件的繁琐过程，简化了三维模型的装配方法，提高了装配效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述标准三维模型示意图；

图2为本发明所述目标三维模型示意图；

图3为本发明实施例所述方法流程图；

图4为本发明实施例所述装配平面示意图；

图5为本发明实施例所述系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中可以用Solid Edge软件为例，将Solid Edge作为所述方法的载体，以实现三维模型装配的简化。为便于说明，以下对于技术方案的表述将结合一个具体的三维模型，参照图1所示，为一个H型钢结构的标准三维模型。可以认为，所述的标准三维模型相当于是H型钢结构的一个模板；标准三维模型可以预先绘制并存储。本实施例中，所述三维模型装配方法不再以零件为单位进行重新组装，而是实现在原有的标准三维模型之上进行调整，以达到装配的目的。

对应于所述标准三维模型，本发明中实际上还存在着一个目标三维模型，本发明中所述方法即描述了由标准三维模型得到目标三维模型的过程。如图2所示便是H型钢结构的目标三维模型。需要说明的是，目标三维模型作为利用所述方法得到的结果，在所述方法流程执行完成之前是不能够直观展现的；此处预先示出目标三维模型仅为便于对比和说明。当然，在逻辑上很容易理解的是，从设计的角度来讲，目标三维模型在具体绘制和装配之前，其形态以及相关的参数均应该是确定的。

对比图1～2可见，同为H型钢结构，目标三维模型和标准三维模型在主体上非常类似，不过根据实际需求，目标三维模型中也必定存在某些零件的设计不同于标准三维模型。图2中支承座1的安装方向、支承座2的安装位置均不同于目标三维模型。显然，如果是目标三维模型在具体绘制和装配之前，其形态以及相关的参数均应该是确定的，那么其相对于标准三维模型变化的零件以及所谓变化的具体参数，就也是能够预先明确的。本发明中所述方法即利用以上变化的具体参数来对标准三维模型中的一部分零件进行调整，最终得到目标三维模型。

本发明以下的实施例中，将目标三维模型相比于标准三维模型存在变化的零件成为待装配零件；将其余不发生变化的零件成为固定零件；另外目标三维模型将相对于标准三维模型的变化参量，以及目标三维模型自身数据信息，均以下述的装配规则与调整参数来体现。

参照图3所示，为本发明所述方法的一个具体实施例。本实施例中，所述方法具体包括：

步骤301、根据目标三维模型的数据选定标准三维模型，对比目标三维模型的数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数。

通过前述解释已知，本实施例中所述方法如果要通过调整标准三维模型得到目标三维模型，那么明确目标三维模型的具体形态必然是这一调整过程的前提，本实施例中目标三维模型的具体形态将以所述目标三维模型数据呈现。

标准三维模型的选定，将以所述目标三维模型数据为依据。为便于广泛的设计和绘图，可以预先绘制并保存多种基本结构的标准三维模型，再视目标三维模型的具体结构类型对应进行选择，甚至也可以选取其他已经绘制的现存三维模型中的某些结构，直接作为标准三维模型。

在本实施例中，若所述目标三维模型的最终形态如图2，那么目标三维模型数据定会表明该目标三维模型属于H型钢结构，相应的就可以选取H型钢结构的标准三维模型，即图1所述的三维模型。

对比目标三维模型数据和标准三维模型，即可获悉二者之间存在变化的零件（即待装配零件）和变化的具体形式。待装配零件变化的具体形式，在本实施例中将以调整参数的形式呈现；所述调整参数将包括一个或若干个。

例如图1～2中，支承座1和支承座2为待装配零件，对应支承座1的调整参数为装配角度调整180°（即意味着从H型钢结构的主体的右侧翻转到左侧），支承座2的调整参数为下移n毫米（具体数值将不对整体方案产生影响）。

步骤302、将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面。

本实施例中若想对待装配零件进行调整，具体的实现方式是将待装配零件分配到装配平面上，后续再通过调整装配平面来移动待装配零件的位置，达到装配待装配零件的效果。优选的，还可以将待装配零件以外的其他零件，也就是固定零件分配到基准平面。

本实施例中所述的装配平面，同样是对应待装配零件以及调整参数存在一个或者多个。根据待装配零件的调整参数的不同，需要将待装配零件分配到不同装配平面中，有针对性的进行调整。所述调整的具体方式将在后续步骤中说明。

步骤303、根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置，得到目标三维模型。

所述基准平面为固定的平面，无需进行调整的固定零件分配到基准平面上，就可以保持固定，在调整过程中不发生任何变化。

相反，需要发生位置变化的待装配零件将分配到装配平面上，并且随着装配平面的移动而改变位置。从调整方式上来讲，对于待装配零件的调整包括角度的调整和距离的调整。

进而本实施例中，所述调整参数也就分为角度调整参数和距离调整参数，分别用于调整待装配零件相对于基准平面的的角度和距离。针对每个待装配零件的调整参数可为一个或两个。也就是说针对一个待装配零件的调整参数可以是角度调整参数或者距离调整参数二者之一，也可以同时包括此二者。

所述装配平面也包括两个类型，角度装配平面和距离装配平面。所述角度装配平面与基准平面呈一个可调整的角度；所述距离装配平面与基准平面具有一个可调整的距离。如果针对该待装配零件的调整参数为角度调整参数，则将该待装配零件分配至角度装配平面以进行角度的调整。如果针对该待装配零件的调整参数为距离调整参数，则将该待装配零件分配至距离装配平面以进行距离的调整。如果针对该装配平面同时有角度调整参数和距离调整参数，则将该待装配零件分配至角度调整平面和距离装配平面，依次进行角度和距离的调整。

分配到装配平面上的待装配零件，将随着装配平面角度或者距离的调整而随之改变位置，以装配在适当的位置。角度或距离调整的数值将取决于调整参数。如图4所述，支承座1即需要被分配到第一角度装配平面，第一角度装配平面翻转180°以实现支承座1的角度调整180°。支承座2被分配到第一距离装配平面，第一距离装配平面下移n毫米，以实现支承座2的位置下移n毫米。

另外优选的还可以将调整参数相同或者存在固定逻辑关系的待装配零件分配至同一装配平面。对于调整参数相同的待装配零件，可直接随着装配平面的调整而一并进行调整。除此之外，还可能存在某些零件，其对应的调整参数虽然不同，但这些零件的位置存在着已知且固定的逻辑关系；也就是说如果对其中的一个待装配零件进行调整，则必须相应的调整调整参数与其存在逻辑关系的其他待装配零件。本实施例中可以将调整参数存在固定逻辑关系的待装配零件分配至同一个装配平面，并根据其调整参数之间的逻辑关系设置函数，由此一并对多个待装配零件进行关联的调整。本实施例中可以通过一个调整参数控制多个零件的调整和装配。由此若干装配和调整动作将一并完成，进一步的简化了装配过程，使得装配操作更加简便，提高了装配的效率。优选的，还可以预先设置调整函数，将所述调整参数代入调整函数以对装配平面进行调整；或者通过链路将所述调整函数保存在Excel表格中，通过Excel表格中的调整函数来调整Solid Edge中的装配平面。

通过以上技术方案可知，本实施例所述方法存在的有益效果是：通过将待装配零件分配至装配平面，并通过调整装配平台实现待装配零件的位置调整和装配，实现了在现有三维模型基础上通过局部的调整得到目标三维模型，避免了逐一装配所有零件的繁琐过程，简化了三维模型的装配方法，提高了装配效率。

参照图5所示，为本发明所述系统的具体实施例。本实施例中所述系统用于实现图3所示实施例中方法，二者技术方案本质上一致，图3所示实施例中的相关说明同样适用于本实施例中。所述系统具体包括：

参数模块，用于根据目标三维模型数据选定标准三维模型，对比目标三维模型数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数。

分配模块，用于将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面。

所述分配模块具体包括：

装配分配单元，用于根据所述调整参数将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

基准分配单元，用于将待装配零件以外的零件分配至基准平面。

装配模块，用于根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置。

通过以上技术方案可知，本实施例所述系统存在的有益效果是：通过将待装配零件分配至装配平面，并通过调整装配平台实现待装配零件的位置调整和装配，实现了在现有三维模型基础上通过局部的调整得到目标三维模型，避免了逐一装配所有零件的繁琐过程，简化了三维模型的装配方法，提高了装配效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种三维模型装配方法，其特征在于，所述方法具体包括以下：

根据目标三维模型数据选定标准三维模型，对比目标三维模型数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数；

将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置，得到目标三维模型；

其中，所述针对待装配零件的调整参数包括：角度调整参数和距离调整参数；

则所述装配平面包括：角度装配平面和距离装配平面。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面还包括：

将待装配零件以外的零件分配至基准平面。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将待装配零件分配至相应的装配平面具体为：

如果针对该待装配零件的调整参数为角度调整参数，则将该待装配零件分配至角度装配平面；

如果针对该待装配零件的调整参数为距离调整参数，则将该待装配零件分配至距离装配平面；

如果针对该待装配零件同时有角度调整参数和距离调整参数，则将该待装配零件分配至角度装配平面和距离装配平面。

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述将待装配零件分配至相应的装配平面还包括：

将调整参数相同或存在固定逻辑关系的待装配零件分配至同一装配平面。

5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述对装配平面进行调整具体为：

预先设置调整函数，将所述调整参数代入调整函数以对装配平面进行调整。

6.一种三维模型装配系统，其特征在于，所述系统具体包括：

参数模块，用于根据目标三维模型数据选定标准三维模型，对比目标三维模型数据和标准三维模型，得到待装配零件和针对待装配零件的调整参数；

分配模块，用于将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

装配模块，用于根据调整参数对所述装配平面进行调整，以使所述待装配零件装配到装配方案中规定的位置；

其中，所述针对待装配零件的调整参数包括：角度调整参数和距离调整参数；

则所述装配平面包括：角度装配平面和距离装配平面。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述分配模块具体包括：

装配分配单元，用于根据所述调整参数将标准三维模型中的待装配零件分配至相应的装配平面；

基准分配单元，用于将待装配零件以外的零件分配至基准平面。