CN105653787B - 一种三维模型的虚拟装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维模型的虚拟装配方法，用形状尺寸完全相同且密度不同的两个零部件来代替三维模型中的n个相同的零部件，n≥2，且n为整数。因此，该方法在减少了绘图过程中的大量装配或阵列工作，简化了三维模型的设计过程。而且，由于在绘图软件中，仅显示两个零部件，因此，减轻了计算机的运行负担，有效避免了“卡机”现象的出现。在该装配方法中，第二零部件的密度是第一零部件密度的(n‑1)倍，如此，可以保证虚拟装配成的三维模型质量与三维模型的实际质量相同。另外，在部件二维工程图明细表中显示的零部件的数量为“n”，如此，通过本发明的方法能够保证设计出的三维模型正确地表达实际物体的结构。

Description

一种三维模型的虚拟装配方法

技术领域

本发明涉及工程制图领域，尤其涉及一种三维模型的虚拟装配方法。

背景技术

在利用工程制图工具创建三维模型时，往往有大量结构相同的零部件需要装配。这些相同结构的零部件例如为紧固组件，包含垫片、螺栓和螺母等。

按照传统的装配方法，对于有队列特征的，可以采用阵列的方法进行装配，但是需要画出组成三维模型的所有零部件，对于没有阵列特征的，需要依次装配每一个零部件。这两种传统装配方法导致三维模型的设计过程复杂繁琐，费时费力。而且，无论是通过阵列装配或依次装配，均需在绘图工具中显示出三维模型的所有零部件。实践证明，随着三维模型零部件数量的增加，即整个三维模型形体的增加，绘制整个三维模型需要占用较大内存，导致计算机运行不顺畅，甚至出现“卡机”现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三维模型的虚拟装配方法，以简化三维模型装配方法的设计过程，并避免计算机“卡机”现象。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种三维模型的虚拟装配方法，所述方法包括：

创建第一零部件和第二零部件，所述第二零部件与所述第一零部件的形状、尺寸相同；

创建部件；

将所述第一零部件和所述第二零部件以及相关零部件装配到所述部件中；

定义装配成所述部件的第一零部件的数量n；其中，n为装配成三维模型中的部件所包含的第一零部件的数量，n≥2，且n为整数；

定义所述第一零部件和所述第二零部件的密度；其中，所述第一零部件的密度定义为其采用的材料密度；所述第二零部件的密度定义为所述第一零部件的密度的(n-1)倍；

创建所述部件的二维工程图并制作所述部件的二维工程图明细表，所述部件的二维工程图明细表中显示的第一零部件的数量为“n”。

可选地，所述创建所述部件的二维工程图并制作所述部件的二维工程图明细表之后，还包括：

从所述部件的二维工程图明细表中排除所述第二零部件的明细项。

可选地，所述方法还包括：

不生成所述第二零部件的装配报告。

可选地，所述创建第一零部件和第二零部件，具体包括：

创建第一零部件，复制创建完好的第一零部件以生成第二零部件；

或者，创建第二零部件，复制创建完好的第二零部件以生成第一零部件。

可选地，所述方法应用在Solid Edge三维绘图软件中。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明公开的三维模型的虚拟装配方法中，用形状尺寸完全相同且密度不同的两个零部件来代替三维模型中的n个相同的零部件，因此，该方法在减少了绘图过程中的大量装配或阵列工作，简化了三维模型的设计过程。而且，由于在绘图软件中，仅显示两个零部件，因此，减轻了计算机的运行负担，有效避免了“卡机”现象的出现。

在该装配方法中，第二零部件的密度是第一零部件密度的(n-1)倍，如此，可以保证虚拟装配成的三维模型质量与三维模型的实际质量相同。另外，在部件二维工程图明细表中显示的零部件的数量为“n”，如此，通过本发明的方法能够保证设计出的三维模型正确地表达实际物体的结构。

附图说明

为了清楚地理解本发明的具体实施方式，下面将描述本发明的具体实施方式时用到的附图做一简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分实施例，本领域技术人员在未付出创造性劳动的前提下，还可以获得其它附图。

图1是本发明实施例一提供的三维模型的虚拟装配方法流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的三维模型的虚拟装配方法流程示意图；

图3是本发明实施例三提供的含有多个紧固组件的清灰气箱图；

图4是本发明实施例三提供的三维模型的虚拟装配方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和技术效果更加清楚、完整，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的三维模型的虚拟装配方法流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101、创建第一零部件和第二零部件，所述第二零部件与所述第一零部件的形状、尺寸相同：

需要说明的是，当创建的第一零部件和第二零部件为零件时，本步骤具体为：在三维零件环境中创建第一零部件和第二零部件。

当创建的第一零部件和第二零部件为部件时，本步骤具体为：在三维装配环境中创建第一零部件和第二零部件。

为了简化设计过程，本步骤可以在创建完一个零部件后，通过复制粘贴的方式创建另外一个零部件。其具体为：创建第一零部件，复制创建完好的第一零部件以生成第二零部件；或者，创建第二零部件，复制创建完好的第二零部件以生成第一零部件。

另外，第一零部件和第二零部件的形状、尺寸相同。两者的密度和质量不同。具体地说，第二零部件的密度是第一零部件密度的(n-1)倍。由于两者的形状、尺寸相同，所以两者的空间体积相同，因此，第二零部件的质量是第一零部件质量的(n-1)倍。

S102、创建部件：

在三维装配环境中创建部件。

S103、将所述第一零部件和所述第二零部件以及相关零部件装配到所述部件中：

在三维装配环境中，将第一零部件和第二零部件以及相关零部件装配到步骤S102创建的部件中。

S104、定义装配成所述部件的第一零部件的数量n；其中，n为装配成三维模型中的部件所包含的第一零部件的数量，n≥2，且n为整数；

在三维装配环境中定义装配所述部件的第一零部件的数量n，其中，n为装配成三维模型中的部件所包含的第一零部件的数量，其中，n≥2，且n为整数。

S105、定义所述第一零部件和所述第二零部件的密度；其中，所述第一零部件的密度定义为其采用的材料密度；所述第二零部件的密度定义为所述第一零部件的密度的(n-1)倍：

在三维装配环境中定义第一零部件和第二零部件的密度，因本发明提供的三维模型的虚拟装配方法中，用一个第一零部件和一个第二零部件来代替三维模型中的n个第一零部件。为了保证虚拟装配成的三维模型的质量与实际装配成的三维模型质量相同，设定第二零部件的密度为第一零部件密度的(n-1)倍。

作为示例，可以将第一零部件作为真实零部件，将第二零部件作为虚拟零部件，并且将第一零部件的密度设定为真实零部件的密度，该真实零部件的密度由其采用的材料密度决定，所以，第一零部件的密度由其采用的材料密度决定，通常情况下，第一零部件的密度定义为其采用的材料密度。因此，第二零部件的密度为其采用材料密度的(n-1)倍。又由于第一零部件、第二零部件的形状尺寸与真实零部件的形状尺寸相同，所以，第一零部件和第二零部件的质量之和与n个第一零部件的质量之和相等。因此，通过将第一零部件的密度设定为真实零部件的密度，将第二零部件的密度设定为第一零部件密度的(n-1)倍，可以实现虚拟装配后的三维模型的质量与实际装配后的三维模型的质量相等。

通过步骤S101至步骤S105即可完成所述部件的三维模型的设计。

S106、创建所述部件的二维工程图并制作所述部件的二维工程图明细表：

在二维工程图环境中创建所述部件的二维工程图，并制作该部件的二维工程图明细表。所述部件的二维工程图明细表中显示的第一零部件的数量为“n”。

S107、从二维工程图明细表中排除所述第二零部件的明细项：

由于第二零部件与第一零部件一样，均是组成所述部件的零部件，因此，在制作成的部件二维工程图明细表中也会显示第二零部件的明细。为了实现二维明细表中显示的明细与设计的实际物体的明细相同，需要从二维工程图明细表中排除第二零部件的明细项。

此外，在上述所述的三维模型的虚拟装配方法中，还可以包括以下步骤：

在三维装配环境中不生成第二零部件的装配报告。

需要说明是，图1所示的三维模型的虚拟装配方法的流程示意图仅是本发明提供的三维模型虚拟装配方法的示例。上述步骤的执行顺序仅是该方法执行顺序的一个示例。实际上，本发明实施例不限定上述步骤的执行顺序，只要最终均执行了上述步骤，均在本发明的保护范围之列。

另外，当设计的三维模型的参数发生变化时，例如，零部件的数量n发生变化后，在设计新的三维模型时，只需修改步骤S104中的第一零部件的数量n，再刷新三维模型和二维工程图即可完成新三维模型的设计。

以上为本发明实施例提供的三维模型的虚拟装配方法的具体实施方式。通过该该具体实施方式，将第二零部件的密度定义为第一零部件密度的(n-1)倍，可以保证虚拟装配成的三维模型质量与三维模型的实际质量相同。另外，在部件二维工程图明细表中显示的零部件的数量为“n”，如此，通过本发明的方法能够保证设计出的三维模型正确地表达实际物体的结构，保证了设计表达的正确性。

进一步地，该具体实施方式在保证设计表达正确的前提下，利用两个零部件代替三维模型实际设计结构中的n个零部件，因此，减少了绘图设计过程中大量的装配或阵列工作，因此该具体实施方式简化了三维模型的设计。同时，该具体实施方式利用两个零部件代替三维模型实际设计结构中的n个零部件，避免了绘图界面上显示多个结构相同的三维形体，如此，减轻了计算机的运行负担，有效避免了“卡机”现象的出现。

需要说明的是，上述实施例提供的三维模型的虚拟装配方法可以应用在各种三维绘图软件的绘图环境中，例如，Solid Edge、Pro/E、UG、solidworks、3Dmax、Auto CAD。

下面以Solid Edge三维绘图软件的绘图环境为例说明上述实施例一的三维模型的虚拟装配方法的具体实施方式。具体参见实施例二。

实施例二

需要说明的是，实施例二提供的三维模型的虚拟装配方法是以零件为整体单位进行描述的。

图2是本发明实施例二提供的基于Solid Edge三维绘图软件中的三维模型的虚拟装配方法流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S201、在三维零件环境中创建第一零件，并将其命名为“L”。

S202、在三维零件环境中创建第二零件，并将其命名为“L_虚拟”。

S203、在三维装配环境中创建部件，并将其命名为“B”。

S204、将第一零件“L”和第二零件“L_虚拟”以及其它相关零件装配到部件“B”中。

S205、在三维装配环境中右键单击第一零件“L”，选择“事例属性”，将“用户自定义”选项设置成“是”，并在“数量”选项里填写“n”。

S206、在三维装配环境中右键单击第二零件“L_虚拟”，选择“事例属性”，将“装配报告”选项设置成“否”。

S207、在三维装配环境中左键单击“工具——同级变量”，选择第一零件“L”，将“变量表”中的“物理属性_密度”值设置为“a”：

其中，“a”为常数，具体数值由形成第一零件“L”的材料决定。例如，当形成第一零件“L”的材料为钢材时，则密度a值为7850。

S208、在三维装配环境中左键单击“工具——同级变量”，选择第二零件“L_虚拟”，将“变量表”中的“物理属性_密度”值设置为“(n-1)*a”。

S209、在三维装配环境中保存部件“B”并关闭退出窗口部件“B”。

S210、在二维工程图环境中创建部件“B”的二维工程图并制作部件“B”的二维工程图明细表。

S211、双击部件“B”的二维工程图明细表，在“零件明细表属性——列表控制”中选择第二零件“L_虚拟”，并在“选定的项”中选择“排除”，再单击“确定”关闭对话框。

S212、在二维工程图环境中单击“保存”，关闭并退出部件“B”的二维工程图。

以上为本发明实施例提供的三维模型的虚拟装配方法在Solid Edge三维绘图软件的绘图环境中的的具体实施方式。

当上述实施例一提供的三维模型的虚拟装配方法在其它三维绘图软件的绘图环境中执行的具体实施方式，在此不再详细描述，只要执行了实施例一描述的相应操作步骤即可实现在相应绘图环境中的三维模型的虚拟装配方法的具体实施方式。

下面以紧固组件为例，进一步描述本发明实施例提供的三维模型的虚拟装配方法的具体实施方式。具体参见实施例三。需要说明的是，实施例三提供的三维模型的虚拟装配方法仍是以Solid Edge三维绘图软件为例说明。

图3是电袋除尘器清灰系统中的一个气箱，此气箱中含有6个喷吹阀，每个喷吹阀中含有6套紧固组件，此气箱中总共含有36套紧固组件。通常电袋除尘器的清灰系统中含有32个甚至更多数量的气箱，这也就意味着其含有1152个甚至更多的紧固组件。若按传统方式装配，此紧固组件具有阵列规律，可用阵列的方法实现，但需画出复杂的阵列草图，再阵列出1152个紧固组件。由于螺栓与螺母中的螺纹是特殊曲面，计算机在计算仿真和显示此种特殊曲面轮廓时需占用相当大部分的内存，极易造成“卡机”现象。采用本发明实施例三提供的三维模型的虚拟装配方法即可避免上述问题。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的三维模型的虚拟装配方法流程示意图。如图4所示，该方法包括以下步骤：

S401、在三维零件环境中创建零件，并将其命名为“紧固组件”。

S402、在三维零件环境中创建零件，并将其命名为“紧固组件_虚拟”。

S403、在三维装配环境中创建部件，并将其命名为“清灰系统”。

S404、将“紧固组件”和“紧固组件_虚拟”以及其它相关零件装配到部件“清灰系统”中。

S405、在三维装配环境中右键单击“紧固组件”，选择“事例属性”，将“用户自定义”选项设置成“是”，并在“数量”选项里填写“1152”：

作为示例，“紧固组件”的事例属性表如表1所示：

表1

放置名称	用户定义数量	数量	装配报告	图纸视图	物理属性
						紧固组件	是	1152	是	是	是

S406、在三维装配环境中右键单击“紧固组件_虚拟”，选择“事例属性”，将“装配报告”选项设置成“否”：

作为示例，“紧固组件_虚拟”的事例属性表如表2所示：

表2

放置名称	用户定义数量	数量	装配报告	图纸视图	物理属性
						紧固组件_虚拟	否	/	否	是	是

S407、在三维装配环境中左键单击“工具——同级变量”，选择“紧固组件”，将“变量表”中的“物理属性_密度”值设置为“7850”。

S408、在三维装配环境中左键单击“工具——同级变量”，选择“紧固组件_虚拟”，将“变量表”中的“物理属性_密度”值设置为“(1152-1)*7850”。

S409、在三维装配环境中保存部件“清灰系统”并关闭退出窗口部件“清灰系统”。

S410、在二维工程图环境中创建部件“清灰系统”的二维工程图并制作部件“清灰系统”的二维工程图明细表。

S411、双击部件“清灰系统”的二维工程图明细表，在“零件明细表属性——列表控制”中选择“紧固组件_虚拟”，并在“选定的项”中选择“排除”，再单击“确定”关闭对话框。

S412、在二维工程图环境中单击“保存”，关闭并退出部件“清灰系统”的二维工程图。

以上为本发明实施例三提供的三维模型的虚拟装配方法的具体实施方式。当涉及参数发生变化时，比如气箱总数变为34个，紧固组件总数变为1224个，只需将步骤S405和步骤S408中的1152改为1224，再刷新清灰系统的三维模型和二维工程图即可。

以上为本发明的优选实施例。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 (5)

1.一种三维模型的虚拟装配方法，其特征在于，所述方法包括：

创建第一零部件和第二零部件，所述第二零部件与所述第一零部件的形状、尺寸相同；所述第一零部件和所述第二零部件的数量均为1；

创建部件；

将所述第一零部件和所述第二零部件以及相关零部件装配到所述部件中；

定义装配成所述部件的第一零部件的数量n；其中，n为装配成三维模型中的部件所包含的第一零部件的数量，n≥2，且n为整数；

定义所述第一零部件和所述第二零部件的密度；其中，所述第一零部件的密度定义为其采用的材料密度；所述第二零部件的密度定义为所述第一零部件的密度的(n-1)倍；

创建所述部件的二维工程图并制作所述部件的二维工程图明细表，所述部件的二维工程图明细表中显示的第一零部件的数量为“n”。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建所述部件的二维工程图并制作所述部件的二维工程图明细表之后，还包括：

从所述部件的二维工程图明细表中排除所述第二零部件的明细项。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

不生成所述第二零部件的装配报告。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述创建第一零部件和第二零部件，具体包括：

创建第一零部件，复制创建完好的第一零部件以生成第二零部件；

或者，创建第二零部件，复制创建完好的第二零部件以生成第一零部件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用在Solid Edge三维绘图软件中。