CN107239595A - 基于nx软件pts模块的轮胎三维建模系统及其建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎设计技术领域，具体涉及一种基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统及其建模方法，包括数据库管理模块、二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、PTS模块、单节距模型模块和花纹装配模块。本发明的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统及其建模方法，在基于NX软件PTS模块下，利用全参数化的轮廓图、展开图和NX的二次开发，达到以数据库为中心对产品开发过程中全数字化控制，缩短产品开发过程中的优化与修改时间，提高产品开发的仿真优化效率，提升仿真优化的质量，缩短产品开发周期。

Description

基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统及其建模方法
技术领域
本发明涉及轮胎设计技术领域，具体涉及一种基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统及其建模方法。
背景技术
随着社会的发展，产品更新换代越来越快，社会发展对轮胎性能的要求越来越高，集全、绿色、环保、智能于一体的绿色轮胎成为世界发展的新趋势，欧美标签法的实施，对轮胎的滚阻和低噪音提出了详细要求，这对中国轮胎业造成了很大影响，既能开发出满足市场要求的产品，又能缩短产品的开发周期是目前提升企业竞争力的有力法宝。
现在计算机越来越广泛地应用到三维设计中，但是，目前大部分三维设计软件都没有针对轮胎开发有专门的设计模块，造成现在并没有充分发挥三维软件在轮胎设计过程中的作用，比如在现在轮胎开发过程中，反复优化轮胎花纹、胎侧、材料分布等，然基于普通的三维软件在应用过程中则十分复杂和繁琐，重复性工作比较多，为了解决这一部分重复性工作，利用NX软件中的PTS模块对轮胎进行三维建模的方法可以很大程度上解决产品开发过程中三维建模的质量和速率，缩短了产品的开发周期，但是实施过程中亦遇到相当多的困难，实施人必须十分熟悉三维设计、软件编程和轮胎开发，实施成本较高。
发明内容
本发明的目的是提出了一种基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统及其建模方法，能够应对轮胎市场多样化的需求，缩短产品设计的开发周期，提高了轮胎花纹开发流程、提升了轮胎的仿真效率以及提高了轮胎三维外观效果图制作效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，包括数据库管理模块、二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、PTS模块、单节距模型模块和花纹装配模块；
数据库管理模块，用于存储轮胎设计数据，并对轮胎设计数据进行分类管理；
二维轮廓草图模块，用于读取数据库管理模块内存储的设计数据，并导入NX软件；用于将轮胎的设计标准、计算公式以及轮胎轮廓类型按照轮胎的分类写入程序；用于通过NX软件的二次开发创建轮胎的二维轮廓草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；
花纹展开草图模块，用于根据NX软件参数化的新花纹的二维花纹展开图模板，结合数据库中存储的二维轮廓草图的数据、相同规格旧花纹的设计参数创建新花纹的展开草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；用于计算新花纹的不饱和度，并进行优化处理；
PTS模块，用于获取二维轮廓草图模块的控件和花纹展开草图模块的控件，并添加至UI界面的NX文件里；用于编辑轮胎花纹规格、花纹类型和设计参数；
单节距模型模块，用于对花纹进行分类，对应不同类型的花纹对应导入轮廓图和展开图；用于创建轮胎的单节距模型，扩展其他节距三维模型并导出模型文件，并保存文件；
花纹装配模块，读取数据库管理模块中节距排列数据和模型文件，创建轮胎的三维花纹装配模型。
一种基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统的建模方法，包括如下步骤，
S1.利用二维轮廓草图模块创建要设计的轮胎的二维轮廓草图；
S2.判断系统中是否已经具有要创建的花纹模板，如果有则转至S4，如果没有则进行S3；
S3.利用花纹展开草图模块创建新花纹的展开草图，计算新花纹的不饱和度，并进行优化处理；
S4.利用PTS模块根据轮胎的规格调取二维轮廓草图和花纹展开草图，并调取对应的设计参数，加载到NX软件；
S5.利用单节距模型模块创建轮胎的单节距模型，并扩展其他节距模型进行保存；
S6.利用花纹装配模块创建轮胎的三维花纹装配模型。
本发明的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统及其建模方法，在基于NX软件PTS模块下，利用全参数化的轮廓图、展开图和NX的二次开发，达到以数据库为中心对产品开发过程中全数字化控制，缩短产品开发过程中的优化与修改时间，提高产品开发的仿真优化效率，提升仿真优化的质量，缩短产品开发周期。
附图说明
图1为本发明的系统的模块连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，包括数据库管理模块、二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、PTS模块、单节距模型模块和花纹装配模块。
其中，数据库管理模块，用于存储轮胎设计数据，包括轮胎轮廓以及花纹等数据，并对轮胎设计数据进行分类管理，为了以后能集成到PLM(Product Life Management,产品生命周期管理系统)里做好基础。
其中，二维轮廓草图模块，用于读取数据库管理模块内存储的设计数据，并导入NX软件；用于将轮胎的设计标准、计算公式以及轮胎轮廓类型按照轮胎的分类写入程序；例如这里可以将轮胎分为夏季胎，超高性能夏季胎、SUV轮胎、雪地胎、竞技胎等类型。二维轮廓草图模块还用于通过NX软件的二次开发创建轮胎的二维轮廓草图，并将轮胎轮廓设计的胎面弧长等数据反馈至数据库管理模块进行保存。
其中，花纹展开草图模块，用于根据NX软件参数化的新花纹的二维花纹展开图模板，结合数据库中存储的二维轮廓草图的数据、相同规格旧花纹的设计参数创建新花纹的展开草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；用于计算新花纹的不饱和度，并进行优化处理；根据对应轮胎的规格，计算轮胎胎面与花纹沟面积大小的比值，进而得知新花纹的饱和度，并对新花纹的大小进行调整，达到饱和度的要求。
其中，PTS模块，用于获取二维轮廓草图模块的控件和花纹展开草图模块的控件，并添加至UI界面的NX文件里；用于编辑轮胎花纹规格、花纹类型和设计参数。
其中，单节距模型模块，用于对花纹进行分类，对应不同类型的花纹对应导入轮廓图和展开图；用于创建轮胎的单节距模型，扩展其他节距三维模型并导出模型文件，并保存文件。用于创建轮胎的单节距模型的具体功能包括：(1)根据选定封闭曲线，创建曲面和实体，并添加拔模角；(2)创建轮胎花纹沟剖视；(3)创建纵沟实体；(4)根据选定节距基准线，分割单节距模型。
其中，花纹装配模块，读取数据库管理模块中节距排列数据和模型文件，创建轮胎的三维花纹装配模型。所述花纹装配模块，用于创建轮胎的三维花纹装配模型的具体功能包括：读取轮廓节距排列数据，识别轮胎单节距模型，并自动添加到NX软件装配模块，按照读取的轮廓节距排列数据进行自动旋转复制完成轮胎的三维花纹装配模型。
在本发明的系统中数据库管理模块、二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、PTS模块、单节距模型模块和花纹装配模块时必须有的，同时为了使轮胎建模的效果更好，本发明的系统中还添加了三维模型检测模块、仿真分析模块以及三维渲染模块。
其中，三维模型检测模块，用于对创建的三维花纹装配模块进行不饱和度检查，得出检查结果，若三维不饱和度合格，则导出轮胎三维花纹装配模型。
并且为了对应三维模型检测模块的检测功能，同时增加了二维花纹展开草图模块用于根据三维模型检测模块的检查结果对二维花纹展开草图进行调整的功能；单节距模型模块，用于根据三维模型检测模块的检查结果对三维模型图进行调整的功能；花纹装配模块用于根据三维模型检测模块的检查结果对三维花纹装配模型进行调整的功能。
其中，仿真分析模块，用于链接仿真分析软件，并把轮胎的三维花纹装配模型模型导入仿真软件，读取仿真分析结果，并根据仿真分析结果对三维花纹装配模型进行调整。
其中，三维渲染模块，用于自定义三维渲染场景文件，读取三维渲染参数文件，链接NX软件高质量图像命令。
实施例2
对应上述所述系统的模块，本发明的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统的建模方法，包括如下步骤，
S1.利用二维轮廓草图模块创建要设计的轮胎的二维轮廓草图；二维轮廓草图模块有个功能是按照轮胎的分类将轮胎的设计标准、计算公式以及轮胎轮廓类型写入程序，因此可以直接生成要设计的轮胎的轮廓；二维草图轮廓模块与数据库管理模块连接，并读取数据库管理模块中存储的设计数据，并导入NX软件，通过NX软件的二次开发创建轮胎的二维轮廓草图。
S2.判断系统中是否已经具有要创建的花纹模板，如果有则跨过步骤S2和S3直接进行步骤S4，通过创建好的花纹模板直接更改轮胎的轮廓及展开图设计参数即可，如果没有则进行步骤S3，从二维轮廓草图开始创建新花纹；
S3.利用花纹展开草图模块创建新花纹的展开草图，计算新花纹的不饱和度，并进行优化处理；花纹展开草图模块与数据库管理模块连接，能够读取数据库管理模块中存储的设计参数，根据NX软件参数化的新花纹的二维花纹展开图模板，结合数据库中存储的二维轮廓草图的数据、相同规格旧花纹的设计参数，利用NX软件创建新花纹的展开草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；并且计算新花纹的展开草图的不饱和度，针对不同类型的花纹，进行优化处理，直至确定二维花纹展开图模板。
S4.利用PTS模块根据轮胎的规格调取二维轮廓草图和花纹展开草图，并调取对应的设计参数，加在到NX软件；以2055516规格为例，通过模板调取，205516二维轮廓草图，和205516花纹展开草图，调取对应205516规格对应设计参数，加载到NX软件。
S5.利用单节距模型模块创建轮胎的单节距模型，并扩展其他节距模型进行保存；
单节距模型的定义：是指轮胎上重复花纹的最小单元。
首先，对应轮胎的类型导入二维轮廓草图和花纹展开草图，连接轮胎的轮廓曲线，把展开图投影至轮胎胎面上，创建花纹沟剖视，进行修剪，并创建花纹沟实体或者花纹块(例如花纹是MT花纹或者AT花纹，则应该创建花纹块，进行合并运算)；切掉花纹沟纵沟，并倒圆角；将轮胎胎面实体与花纹沟实体求差，做出轮胎的单节距模型；扩展其他节距模型并保存，对出错的地方进行检查并重新选择对象，然后更新节距模型。
S6.利用花纹装配模块创建轮胎的三维花纹装配模型。
步骤S7，利用三维模型检测模块对轮胎的三维花纹装配模型进行饱和度检查，根据反馈结果分别至二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、和/或单节距模型模进行调整，并导轮胎三维花纹装配模型。此处的调整是微小的调整，直到在其他对应的模块中调整合格。
步骤S8，利用仿真软件对对模型进行仿真，并根据仿真分析结果对三维花纹装配模型进行调整。并依据仿真结果，调整花纹达到优化性能要求。
步骤S9，利用渲染模块对模型进行渲染。根据确定的三维花纹装配模型，按照公司确定的三维效果，利用的是渲染模块，进行一键渲染。因为每个公司渲染效果不同，渲染软件不同。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，其特征在于，包括数据库管理模块、二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、PTS模块、单节距模型模块和花纹装配模块；
数据库管理模块，用于存储轮胎设计数据，并对轮胎设计数据进行分类管理；
二维轮廓草图模块，用于读取数据库管理模块内存储的设计数据，并导入NX软件；用于将轮胎的设计标准、计算公式以及轮胎轮廓类型按照轮胎的分类写入程序；用于通过NX软件的二次开发创建轮胎的二维轮廓草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；
花纹展开草图模块，用于根据NX软件参数化的新花纹的二维花纹展开图模板，结合数据库中存储的二维轮廓草图的数据、相同规格旧花纹的设计参数创建新花纹的展开草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；用于计算新花纹的不饱和度，并进行优化处理；
PTS模块，用于获取二维轮廓草图模块的控件和花纹展开草图模块的控件，并添加至UI界面的NX文件里；用于编辑轮胎花纹规格、花纹类型和设计参数；
单节距模型模块，用于对花纹进行分类，对应不同类型的花纹对应导入轮廓图和展开图；用于创建轮胎的单节距模型，扩展其他节距三维模型并导出模型文件，并保存文件；
花纹装配模块，读取数据库管理模块中节距排列数据和模型文件，创建轮胎的三维花纹装配模型。
2.根据权利要求1所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，其特征在于，所述系统还包括三维模型检测模块，用于对创建的三维花纹装配模块进行三维不饱和度检查，得出检查结果，若三维不饱和度合格，则导出轮胎三维花纹装配模型。
3.根据权利要求1所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，其特征在于，所述系统还包括仿真分析模块，用于链接仿真分析软件，并把轮胎的三维花纹装配模型模型导入仿真软件，读取仿真分析结果，并根据仿真分析结果对三维花纹装配模型进行调整。
4.根据权利要求1所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，其特征在于，所述系统还包括三维渲染模块，用于自定义三维渲染场景文件，读取三维渲染参数文件，链接NX软件高质量图像命令。
5.根据权利要求1所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，其特征在于，所述单节距模型模块，用于创建轮胎的单节距模型的具体功能包括：(1)根据选定封闭曲线，创建曲面和实体，并添加拔模角；(2)创建轮胎花纹沟剖视；(3)创建纵沟实体；(4)根据选定节距基准线，分割单节距模型。
6.根据权利要求1所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统，其特征在于，所述花纹装配模块，用于创建轮胎的三维花纹装配模型的具体功能包括：读取节距排列数据，识别轮胎单节距模型，并自动添加到NX软件装配模块，按照读取的节距排列数据进行自动旋转复制完成轮胎的三维花纹装配模型。
7.一种基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统的建模方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1.利用二维轮廓草图模块创建要设计的轮胎的二维轮廓草图；
S2.判断系统中是否已经具有要创建的花纹模板，如果有则转至S4，如果没有则进行S3；
S3.利用花纹展开草图模块创建新花纹的展开草图，计算新花纹的不饱和度，并进行优化处理；
S4.利用PTS模块根据轮胎的规格调取二维轮廓草图和花纹展开草图，并调取对应的设计参数，加载到NX软件；
S5.利用单节距模型模块创建轮胎的单节距模型，并扩展其他节距模型进行保存；
S6.利用花纹装配模块创建轮胎的三维花纹装配模型。
8.根据权利要求7所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统的建模方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤为：
S31.根据NX软件参数化的新花纹的二维花纹展开图模板，结合数据库中存储的二维轮廓草图的数据、相同规格旧花纹的设计参数创建新花纹的展开草图，并将数据反馈至数据库管理模块进行保存；
S32.用于计算新花纹的展开草图的不饱和度，并进行优化处理。
9.根据权利要求7所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统的建模方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤为：
S51.对应轮胎的类型导入二维轮廓草图和花纹展开草图，连接轮胎的轮廓曲线，把展开图投影至轮胎胎面上；
S52.创建花纹沟剖视，进行修剪，并创建花纹沟实体或者花纹块；
S53.切掉花纹沟纵沟，并倒圆角；
S54.将轮胎胎面实体与花纹沟实体求差，做出轮胎的单节距模型；
S55.扩展其他节距模型并保存；
S56.对出错的地方进行检查并重新选择对象，然后更新节距模型。
10.根据权利要求7所述的基于NX软件PTS模块的轮胎三维建模系统的建模方法，其特征在于，所述建模的方法还包括步骤S7，利用三维模型检测模块对轮胎的三维花纹装配模型进行不饱和度检查，根据反馈结果分别至二维轮廓草图模块、花纹展开草图模块、和/或单节距模型模进行调整，直至调整三维不饱和度合格，则导出轮胎三维花纹装配模型。
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