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注射模設(shè)計(jì)的三維模型發(fā)展 T L Neo and K S Lee 機(jī)械與生產(chǎn)工程學(xué)院 新加坡國(guó)立大學(xué) 新加坡 高 級(jí) 制 造 技 術(shù) 的 研 究 2001 17 453 461 2001施普林格出版社倫敦有限公司 如今 為了使注塑工藝變得更簡(jiǎn)單 很多嵌入式軟件都在高級(jí)3D 注塑平臺(tái)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái) 的 諸如有限元分析 計(jì)算機(jī)輔助制造 注射模設(shè)計(jì) 模擬以及形象化設(shè)計(jì) 這些軟件都是很有利 的 然而 它關(guān)非沒(méi)有缺點(diǎn) 事實(shí)上 這些嵌入式軟件也可以通過(guò)低級(jí)的3D 更靈活和更輕便性開(kāi) 發(fā)出來(lái) 這篇文章查閱了各種各樣基于3D應(yīng)用發(fā)展的期刊和方法 主要是關(guān)于軟件方面 首先 提出了一種基于3D的應(yīng)用發(fā)展的方法 這種觀點(diǎn)通過(guò)使用 Parasolid模型的注射模實(shí)現(xiàn)的 基于在已 建立的模具設(shè)計(jì)中的模具設(shè)計(jì)概念 文中說(shuō)明了一種被叫做IMOLD的模件 在一個(gè)Windows NT 平臺(tái)上 面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言被用來(lái)開(kāi)發(fā)這種軟件 關(guān)鍵字 3D 模型 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 注射模設(shè)計(jì) 1 介紹 三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越被用來(lái)加速產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 涉及產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程的 第一步是3D建模應(yīng)用中的組件部件的建立 在建模過(guò)程中 這種 3D 模型的建立稱為數(shù)字化建模 這種數(shù)字化建模得到的3D的關(guān)鍵一步是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化 組件部件的3D數(shù)字化建模僅僅是第一步 還有許多的其他輔助任務(wù)必須在零件被生產(chǎn)之前完成 這些任務(wù)包括有限元分析 夾具和固定裝置的設(shè)計(jì) 注射模設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助制造 模擬和形象化 設(shè)計(jì) 當(dāng)今很多在高級(jí)3D建模平臺(tái)上發(fā)展起來(lái)的嵌入式軟件來(lái)促進(jìn)這些輔助任務(wù) 這種 3D建模站 臺(tái)提供了一個(gè)具有編程的用戶界面和風(fēng)格的嵌入式軟件 結(jié)果 這種嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)時(shí)間大幅度 地減少 這種方法在很多方面都是有利的 但是 它也有它的缺點(diǎn) 特別是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮 為了為 現(xiàn)有的軟件開(kāi)發(fā)另外一種嵌入式軟件 那些開(kāi)發(fā)者必須兼顧很多現(xiàn)有的限制條件 必需與源軟件的 風(fēng)格一致 那些開(kāi)發(fā)者必須利用系統(tǒng)所提供的各種庫(kù)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能性操作 大多數(shù)的終端 用戶需要源軟件和嵌入式軟件 不過(guò) 在很多情況 他們可能對(duì)使用只有嵌入式的軟件更感興趣 在注射模設(shè)計(jì)過(guò)程中就有這種情況的例子 不過(guò) 這些用戶必須購(gòu)買包括很多他們不需要的特征和 功能的整個(gè)軟件包 這么大的程序通常是硬件上所必需的 同時(shí)這也意味著會(huì)費(fèi)用更高 這嵌入 式軟件也很大程度上依賴源軟件的發(fā)展 一旦源軟件版本被更新 那些嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)者必須采 取相應(yīng)的行動(dòng) 如果這些應(yīng)用在一個(gè)低級(jí)的平臺(tái)上發(fā)展 這些缺點(diǎn)可能會(huì)不存在 事實(shí)上 這些 嵌入式軟件可以使用低級(jí)的3D 模型更靈活和更輕便性發(fā)展 在很多情況下 這樣的操作既可行又 有利 傳統(tǒng)上 注射模設(shè)計(jì)可以直接在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)執(zhí)行 整個(gè)注射模 可能由數(shù)百個(gè)組件 部件組成 在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng) 例如 AutoCAD PRO 工程師和Unigraphics 上建模和裝配 因 為注射 模設(shè)計(jì)過(guò)程是反復(fù)的 所以重新建模和裝配是相當(dāng)費(fèi)時(shí) 在這個(gè)方面 像這些基于特征的 PRO 工程師以及Unigraphics那樣的3D 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)比像AutoCAD那樣的2D 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的更有優(yōu)勢(shì) 為加速注射 模設(shè)計(jì)工藝的發(fā)展 這種嵌入式軟件在3D系統(tǒng)上自動(dòng)發(fā)展一些注射工藝 這種附加應(yīng)用的例子包 括在國(guó)立新加坡大學(xué)發(fā)展 基于Unigraphics 上發(fā)展的 IMOLD 智能模型設(shè)計(jì)和裝配系統(tǒng) 專家模具 設(shè)計(jì)者 基于CADKEY 及模型制作者 基于EUCLID 因?yàn)橐陨厦恳粋€(gè)都基于特定的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 所以都沒(méi)有嵌入兼容性 在1994年 Mok和張 1 基于Unigraphics的注射模設(shè)計(jì)應(yīng)用上做了 研究 在1997年 Shah 2 在幾何建模之間的聯(lián)系標(biāo)準(zhǔn)化之間提出了互訪結(jié)構(gòu)模型 他的目標(biāo)是在 基于Parasolid 的3D 應(yīng)用以及 ACIS之間獲得嵌入兼容性 只不過(guò)它包括三維建模 在這篇文章里 作者試圖直接發(fā)展一種質(zhì)量輕的使用低級(jí)的3D模型注射模設(shè)計(jì)應(yīng)用 并把重點(diǎn)放在軟件開(kāi)發(fā)的靈 活性和速度上 設(shè)計(jì)概念和程序來(lái)自IMOLD 4 5 模具設(shè)計(jì)和3D 裝配中應(yīng)用 盡管這些討論僅 僅局限于注射模設(shè)計(jì) 這種方法學(xué)能很容易地被應(yīng)用在其他基于3D 的應(yīng)用中 并且有相似的作用 開(kāi)發(fā)者工具的結(jié)合就是為了這個(gè)目的而選擇的 在方法學(xué)被討論之前 對(duì)于其中的一些先提出的工 具作一個(gè)簡(jiǎn)短的介紹 他們分別是IMOLD Parasolid 10 1 版本 VC6 0 版本和微軟公司基礎(chǔ)種類 2 IMOLD 用作模具設(shè)計(jì)應(yīng)用 IMOLD 智能模型設(shè)計(jì)和裝配 是在基于3D 的應(yīng)用致力發(fā)展的注射模設(shè)計(jì) 它在一個(gè)叫做 Unigraphics的高級(jí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)之上發(fā)展起來(lái)的 該發(fā)展正在通過(guò)使用系統(tǒng)所提供的編程接 口 API 來(lái)實(shí)現(xiàn) 該軟件通過(guò)提供常用的設(shè)計(jì)工具促使模具設(shè)計(jì)者能夠迅速進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中所 需的常用的標(biāo)準(zhǔn)組件部件 可以在軟件里預(yù)先創(chuàng)建并且可能被容易被設(shè)計(jì)者調(diào)用 這很大程度上降 低了設(shè)計(jì)時(shí)間 模具設(shè)計(jì)過(guò)程可分成幾個(gè)階段 以一種固定的方式給設(shè)計(jì)者們提供模具設(shè)計(jì)方法 它們便是 1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 2 填充系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 模具基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 4 插件與零件設(shè)計(jì) 5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 滑板和提升設(shè)計(jì) 7 注射系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù) 每個(gè)階段都可以被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立的模件設(shè)計(jì)過(guò)程 基于3D 的每個(gè)模件的要求變化甚微 成 功地建立模型基礎(chǔ)模件意味著在發(fā)展其它模件過(guò)程中也是可行的 3 用作3D模型設(shè)計(jì)的Parasolid Parasolid被用設(shè)計(jì)為基于3D 模型數(shù)據(jù)系統(tǒng)的核心 實(shí)體建模有必要被用作 1 建造并且操作實(shí)體 2 計(jì)算質(zhì)量和慣性矩 并且進(jìn)行干涉檢測(cè) 3 以多種方式輸出實(shí)體 4 在特定的數(shù)據(jù)庫(kù)或者檔案內(nèi)儲(chǔ)存實(shí)體并且可以稍后提取出來(lái) 在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中 Parasolid是最先進(jìn)的3D 模型設(shè)計(jì)軟件 它是Unigraphics和Solid Works 的3D核心 它獨(dú)特的公差模擬運(yùn)作功能使得它能以其它格式接收和存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 因此 Parasolid模型文 件是十分方便的而且它也是獨(dú)立應(yīng)用發(fā)展的高級(jí)平臺(tái) 基于3D 的應(yīng)用與Parasolid之間通過(guò)它的3個(gè) 界面中的一個(gè)相連接 這些被稱這之為Parasolid 核心界面 模型界面以及底端界面 PK界面和模型界面位于建模系 統(tǒng)的頂部 通過(guò)這些方法來(lái)建模和對(duì)實(shí)體進(jìn)行操作以及控制建模的功能 底端界面位于建模窗口的 底部 當(dāng)需要執(zhí)行集中數(shù)據(jù)或系統(tǒng)類型操作時(shí)建模者便需要它 它由3個(gè)部分組成 函數(shù) 圖形輸 出和外形幾何 以下分別對(duì)其作出簡(jiǎn)短的介紹 3 1 KI 和PK界面 KI 和PK是供程序員進(jìn)入Parasolid模型里進(jìn)行建模的接口 他們是建模功能的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) 程序員在他們的程序里稱之為建模功能 因?yàn)镵I不久將被淘汰 所以我 們選擇使用PK界面 3 2 函數(shù) 函數(shù)是一必須由應(yīng)用程序員編寫的功能 當(dāng)數(shù)據(jù)必須被存儲(chǔ)或者提取時(shí)需要使用該功能 當(dāng)使 用Parasolid時(shí) 應(yīng)用程序員必須首先決定怎樣管理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 通過(guò)該功能Parasolid輸出該數(shù)據(jù) 通過(guò)該功能轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)通常與寫入文件或?qū)С鑫募嘘P(guān) 文件的形式和及存儲(chǔ)位置在寫該功能時(shí)被確 定 3 3圖形的輸出 對(duì)圖形輸出功能是由應(yīng)用程序員所編寫的另一種功能 對(duì)需要PK給予功能的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō) 圖 形數(shù)據(jù)是由GO界面輸出的 然后3D數(shù)據(jù)被傳給3D圖像包 OpenGL 是圖形卡片的一個(gè)軟件接口可以為我們提供我們所需的數(shù) 據(jù)包 3 4 外形幾何 外形幾何學(xué)可以為用戶幾何類型的發(fā)展 例如機(jī)構(gòu)內(nèi)部及表面的曲線 提供功能操作 它通常與 在Parasolid內(nèi)的建模標(biāo)準(zhǔn)幾何類型一起使用 4 使用VC以及微軟公司基金類型的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) OOP 已無(wú)可爭(zhēng)議地成為軟件開(kāi)發(fā)者的選擇 它是在目前所存在的軟件中 最高級(jí)的開(kāi)發(fā)軟件 微軟公司Visual Studio就是這樣的一個(gè)軟件包 它刻劃了許多基于因特網(wǎng)和基 于Windows編程用的開(kāi)發(fā)工具 在這些工具中包含有VC 以及微軟公司基金種類 MFC VC 是面向 對(duì)象的程序設(shè)計(jì)的強(qiáng)有力的開(kāi)發(fā)工具 而MFC 是一種基于 Windows編程的框架 它以強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)特 性和功能性 例如自動(dòng)編碼基于wizard操作 為應(yīng)用程序員提供開(kāi)發(fā)工具 這大大改進(jìn)了生產(chǎn)效率 我們使用的程序的整個(gè)用戶界面是使用VC以及MFC開(kāi)發(fā)出來(lái)的 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于3D的使用3D模型的附加應(yīng)用的直接發(fā)展的問(wèn)題正待解決 在最高的水平上它由3個(gè)主要階 段組成 首先 必要特征和嵌入式應(yīng)用軟件功能的識(shí)別 第二 應(yīng)用框架的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 最后 具有合適的開(kāi)發(fā)工具的框架中個(gè)別模件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 5 1 必要軟件的識(shí)別 Parasolid作為一種3D 建模方法 只提供許多庫(kù)函數(shù)以及3D應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基本框架 因此 那些開(kāi) 發(fā)者有必要識(shí)別和開(kāi)發(fā)3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中其他的必要設(shè)施 為了識(shí)別所需的設(shè)施 理解兩 者之間的差異是很重要 表格1 總結(jié)了3D模型和3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)所提供的主要設(shè)備的差別 其中的一些設(shè)備 例如 特征和參數(shù)建模 在耗時(shí)與技術(shù)上都要求有發(fā)展 因?yàn)榇蠖鄶?shù)的嵌入式軟件不使用源程序中的所有 設(shè)備 只通過(guò)開(kāi)發(fā)這些使用低級(jí)3D模型所需要的嵌入式軟件生產(chǎn)單獨(dú)的版本是很有可能的 表格1從第7條到第9是使用基于3D的應(yīng)用發(fā)展Parasolid的必要條件 通過(guò)研究嵌入式的應(yīng)用的必要條件 其他必要的設(shè)備的要求也可以被鑒定 然后提出了該應(yīng)用 程序的一個(gè)框架 該框架是基于由Parasolid建模所提供的設(shè)備 5 2 基于3D應(yīng)用的框架 對(duì)于由開(kāi)發(fā)的工具和 應(yīng)用的要求所提供的設(shè)備 開(kāi)發(fā)了一種框架 它專門被設(shè)計(jì)以使單個(gè)編 程模件之間的差異最小化 這將導(dǎo)致編程代碼發(fā)生小程度的變化 事實(shí)上 程序代碼使用起來(lái)更加 的輕便各更有助于維修 而且將來(lái)的發(fā)展前景也是相當(dāng)好的 這個(gè)框架的概述在圖2里得以說(shuō)明 各種各樣的模件的詳細(xì)情況被在以后的章節(jié)里討論 5 2 1個(gè)基于Windows的用戶界面 A Parasolid不為程序員提供用戶界面 因此 在每一個(gè)階段基于3D應(yīng)用的發(fā)展將涉及到從頭開(kāi)始 設(shè)計(jì)用戶界面 相關(guān)的必要開(kāi)發(fā)內(nèi)容包含 1 基于3D的應(yīng)用的環(huán)境設(shè)置和顯示 2 交互式圖表的接口和全部應(yīng)用功能操作的執(zhí)行程序 5 2 2 3D 開(kāi)發(fā)者 B 圖層的設(shè)置 因?yàn)椴煌幕?D的應(yīng)用在不同程度上需要不同的 3D設(shè)備 該框架必須為用戶提供這些變量 的設(shè)置 一個(gè)3D開(kāi)發(fā)者圖層的設(shè)置 參閱圖2 被概念化來(lái)解決這些變化 這是基于 Parasolid模型已經(jīng) 開(kāi)發(fā)出來(lái)的對(duì)象的庫(kù)函數(shù)或者類別 開(kāi)發(fā)的程度取決于建模的要求情況 圖表一由3D模型和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)所提供的設(shè)施的摘要 3D模型和3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)施 1 基本3D低級(jí)建模和通用功能以及高級(jí)功能和特殊功能 2 由整個(gè)系統(tǒng)提供的裝配多種庫(kù)函數(shù) 3 基于特征的建模 4 不經(jīng)常被提供的參數(shù)建模 5 系統(tǒng)常提供的低級(jí)建模功能 6 系統(tǒng)提供的不完全草圖 7 系統(tǒng)不常提供的交互式用戶界面 8 系統(tǒng)所提供的三維物體基本概念框架功能和庫(kù)函數(shù)的可視化 9 系統(tǒng)所提供文件管理系統(tǒng)的基本概念和多個(gè)信息庫(kù)功能的完全發(fā)展 除了要滿足應(yīng)用條件中的變量要求外 3D開(kāi)發(fā)者設(shè)置層也要為非 Parasolid開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)編程 接口 這樣的一個(gè)接口能也其他基于3D的應(yīng)用的開(kāi)發(fā)者重新使用 3D開(kāi)發(fā)者設(shè)置層基本上由3 個(gè) 主要部分組成 他們可分別被用于3D建模和裝配 3D可視化以及3D 數(shù)據(jù)管理 I 3D建模和裝配 3D建模和裝配模件是所有這3個(gè)部分中最重要和最精心制作的部分 它與由大多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供應(yīng)用編程接口 API 相似 該模件由一基于3D 對(duì)象或類別的庫(kù)函數(shù)組成 它可用于核 心應(yīng)用模件的發(fā)展 大多數(shù)3D應(yīng)用所需要的3D基本的功能的操作性能必須被首先開(kāi)發(fā)出來(lái) 基于 單個(gè)基于3D的應(yīng)用所需的條件 其他更多的高級(jí)特性后來(lái)也被增加進(jìn)來(lái)了 II 3D的可視化 在三維物體的顯示窗口用戶范圍需要一個(gè)團(tuán)體軟件圖表接口 圖表的輸出以及所選擇的圖表的 接口經(jīng)常被在基于3D的應(yīng)用里以及視圖對(duì)象管理和轉(zhuǎn)變之中 為這個(gè)目的而開(kāi)發(fā)了一個(gè)類別庫(kù)函 數(shù) III 3D 數(shù)據(jù)管理 3D數(shù)據(jù)管理模件是在函數(shù)之上被開(kāi)發(fā)出來(lái)的 函數(shù)是存在于使存檔以及 3D零件文件的進(jìn)入變 得容易的Parasolid的模件之中 為此開(kāi)發(fā)了一種使用函數(shù)來(lái)處理的類型選擇器 1 3D目標(biāo)文件形式 2 諸如打開(kāi)和保存3D目標(biāo)文件這樣的文件管理操作 5 2 3 應(yīng)用模塊 C 這些是位于3D開(kāi)發(fā)者設(shè)置層和應(yīng)用用戶界面之間存在的基于 3D的應(yīng)用模塊 這些模塊的設(shè)計(jì) 的主要取決于應(yīng)用的屬性并且相互之間的差別很大 在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)正在進(jìn)行很多有研發(fā)工作主要 發(fā)展的工作的大部分被進(jìn)行 然而 研發(fā)的難易主要取決于3D 開(kāi)發(fā)者設(shè)置層的能力 5 2 4個(gè)其他軟件模塊 D 通常 基于3D的應(yīng)用可能需要來(lái)自于其他已存軟件模塊或應(yīng)用模塊的功能性操作 因此 諸 如此類的連接是可能存在的 在這篇文章的應(yīng)用部分就為這樣的一個(gè)例子加以說(shuō)明了 5 3 單個(gè)模塊的發(fā)展 在進(jìn)行一個(gè)合適設(shè)計(jì)之前 對(duì)每個(gè)模塊都得進(jìn)行研究和分析 它的開(kāi)發(fā)難易很大程度上取決于 所選的框架和開(kāi)發(fā)者設(shè)置層 下一部分說(shuō)明了注射模設(shè)計(jì)的3D 模型開(kāi)發(fā)的實(shí)施情況 6 實(shí)施情況 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)了基于3D的注射模設(shè)計(jì) 這被通過(guò)使用前面章節(jié)所述的開(kāi)發(fā)者工具獲得 的 因?yàn)槟Ｐ突A(chǔ)需要更大范圍的3D功能性操作 包括裝配的生成 所以選用它來(lái)加以說(shuō)明 6 1每個(gè)模塊的要求應(yīng)用框架和所需要的條件 對(duì)于識(shí)別開(kāi)發(fā)工作 專門設(shè)定了了一個(gè)應(yīng)用框架 發(fā)展的工作鑒定 圖3說(shuō)明了基于Windows用戶 的模型基礎(chǔ)模塊的詳細(xì)情況 在每個(gè)模件里的詳細(xì)要求在討論如下 6 1 1 Windows NT的用戶界面 A 模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程 模型設(shè)計(jì)者首先從目錄中選擇了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型 然后對(duì)模型 的尺寸進(jìn)行修改直到所有的條件都得以滿足 因此 為了這個(gè)目的有必要考慮使用交互式用戶界面 使用VC和MFC來(lái)開(kāi)發(fā)基于Windows的界面 它包括 1 菜單條欄目 菜單項(xiàng)和工具條按鈕的創(chuàng)建 顯示和管理 以便更方便地進(jìn)行應(yīng)用的功能性操作 2 引導(dǎo)用戶或獲得用戶輸入的對(duì)話框的創(chuàng)建 顯示和管理 3 顯示區(qū)域內(nèi)各種視角的創(chuàng)建 顯示和管理 4 拖動(dòng)的鼠標(biāo)的作用 5 對(duì)每個(gè)功能的順序操作設(shè)計(jì) 應(yīng)用之后的結(jié)果如圖4中所示 它是一個(gè)典型的其于Windows應(yīng)用的用戶界面 6 1 2 3D 開(kāi)發(fā)者 B 設(shè)置層 對(duì)基于3D模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行分析 然后識(shí)別一下即將開(kāi)發(fā)的模塊 基于3D 模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的 要求如下 1 創(chuàng)建初始模型 例如矩形 圓柱 圓錐 2 創(chuàng)建圓角和倒角 3 進(jìn)行布爾運(yùn)算 并集和差集 4 變換操作 變換和旋轉(zhuǎn) 5 對(duì)象屬性的管理 諸如名字和顏色 6 創(chuàng)建引用特征 7 創(chuàng)建總裝配和子裝配 因?yàn)橐陨线@些應(yīng)用不是那么的廣泛 所以可以開(kāi)了一個(gè)基礎(chǔ)建模集 有了單個(gè)模塊的詳細(xì)開(kāi)發(fā)情況 就可以給開(kāi)發(fā)者設(shè)置層添加更多的功能 每個(gè)模塊的全部要求條件將在以后的章節(jié)加以說(shuō)明 I 3D建模和裝配 一個(gè)模型基礎(chǔ)基本上是許多組件部件的集合 諸如鍵和螺絲 為了使模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變得容易 設(shè)計(jì)者必須提供一個(gè)事先已經(jīng)準(zhǔn)備好的模型基礎(chǔ)庫(kù) 通過(guò)選擇特別 的尺寸 可以生成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模型基礎(chǔ)件 為了使這些變得容易 識(shí)別和開(kāi)發(fā)了基于3D 的功能庫(kù) 該功能與前面6 1 2所提及到的要求條件相對(duì)應(yīng) 正因?yàn)樵摼幋a是面向?qū)ο蟮?在需要的時(shí)候 它們 很容易被延伸以適應(yīng)其他模型設(shè)計(jì)模塊 II 3D視圖的可視化 使用圖表的輸出和作為圖表界面的OpenGL所提供的功能共同作用來(lái)為3D的實(shí)體操作開(kāi)發(fā)投影 和視圖變換等諸多功能 它們包括 1 用所選擇的顏色給3D堆零部件著色 2 用所選擇的顏色給3D裝配體著色 圖7和圖8分別用陰影和線框的模式給3D裝配體加以顯示 3 用所選擇的顏色在屏幕上給其他3D實(shí)體著色 4 在模型基礎(chǔ)裝配中用不同的顏色分別給單個(gè)組件著色 5 交互式視圖變換 諸如旋轉(zhuǎn) 變換和縮放 6 裝配樹(shù)顯示和操作 III 3D 數(shù)據(jù)管理 開(kāi)發(fā)獨(dú)立應(yīng)用程序的好處之一就是它的輕便性 所以采用最大的輕便性打開(kāi)的形式是很重要的 因此以原先的Parasolid文件形式 xmtFtxt 來(lái)替代新的文件形式 一個(gè)模型基礎(chǔ)件的數(shù)據(jù)管理要求包 括如下內(nèi)容 1 打開(kāi) 保存 另存為和關(guān)閉Parasolid零件文件 2 打開(kāi) 保存 另存為和關(guān)閉Parasolid裝配文件 3 輸入和輸出零件文件 6 1 3個(gè)模型基礎(chǔ)模件 C 為了促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)組件的自動(dòng)生成 系統(tǒng)必須提供一個(gè)模型基礎(chǔ)零部件庫(kù) 其尺寸大小取決于 目錄中的標(biāo)準(zhǔn)值 為使設(shè)計(jì)容易進(jìn)行 需對(duì)這些尺寸進(jìn)行順序修改 這個(gè)模件詳細(xì)情況將在第6 2 部分進(jìn)行討論 6 1 4 數(shù)據(jù)庫(kù)支持 D 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)件需要用將近100個(gè)參數(shù)來(lái)對(duì)單個(gè)組件的尺寸和位置進(jìn)行完全描述 這些參 數(shù)的大部分都是相互聯(lián)系的并且可以從其它數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得 因此 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件需要被用來(lái)存儲(chǔ) 基于目錄的標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)件的參數(shù) Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫(kù)形式被使用在MFC里進(jìn)行直接存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)庫(kù)文件 在MFC里使用數(shù)據(jù)存取對(duì)象 DAO 一套被用作抽取和管理數(shù)據(jù)庫(kù)城相關(guān)參數(shù)的功能 6 2模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的發(fā)展 模型基礎(chǔ)模件由3個(gè)主要部分組成 即 模型基礎(chǔ)組件生成 模型基礎(chǔ)裝配生成 模型基礎(chǔ)類 選擇和自定義模件 第4個(gè)部分被稱作為模型基礎(chǔ)參數(shù)管理 也是被用來(lái)開(kāi)發(fā)為應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持 這些已經(jīng)圖表中5中說(shuō)明了 注注射模設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)部分的細(xì)節(jié)內(nèi)容討論如下 I 零部件庫(kù)的生成 有了3D開(kāi)發(fā)者設(shè)置層的支持 為模型基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)組件部件被創(chuàng)建和存儲(chǔ)在組件庫(kù)中 通過(guò)規(guī) 定合適的尺寸 這些組件部件可以被生成而且可以被模型基礎(chǔ)裝配生成器所使用 II 裝配生成器 使用3D 圖層設(shè)置并將組件庫(kù)生成器各標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)集中并存儲(chǔ)在裝配庫(kù)中 當(dāng)提供從數(shù)據(jù)庫(kù) 中提取特定參數(shù)集時(shí) 由于它得到了特別的參數(shù)支持 所以特定的標(biāo)準(zhǔn)模具基礎(chǔ)裝配可以自動(dòng)地 III 參數(shù)管理者 參數(shù)管理者將模型基礎(chǔ)應(yīng)用模件和數(shù)據(jù)庫(kù)支持連接起來(lái) 當(dāng)一個(gè)特定的標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ)被選擇后 它的為模型基礎(chǔ)裝配的相應(yīng)參數(shù)已經(jīng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出來(lái)并且發(fā)送到組件庫(kù)生成器和裝配生成器中 除此以外 參數(shù)管理者也允許用戶為了設(shè)計(jì)的目的而對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改 IV 模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)者 模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)者為兩個(gè)主要目的服務(wù) 首先 允許用戶選擇來(lái)自裝配生成器的標(biāo)準(zhǔn)模型基礎(chǔ) 其次 通過(guò)允許模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)者修改所選擇的模型基礎(chǔ)的尺寸來(lái)使模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變得容易 該樣品 代碼給那些模型基礎(chǔ)來(lái)生成功能 從圖9中我們可以注意到使用了許多代表模型基礎(chǔ)的參數(shù)的變量 的功能 這是用于裝入那些零部件生成各種各樣的模型基礎(chǔ)零部件的創(chuàng)造 裝配生成器然后使用 那些零部件和那些參數(shù)集來(lái)確定模型裝配基礎(chǔ)的創(chuàng)建 正如在3D 開(kāi)發(fā)者層設(shè)置外一樣 在樣本程 序中沒(méi)有直接被叫作 Parasolid功能的當(dāng)今的模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)用能意識(shí)到在 工廠要求設(shè)計(jì)的注射?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的全部功能性設(shè)計(jì)情況 因?yàn)槟Ｐ突A(chǔ)是IMOLD模件中的最廣泛 應(yīng)用的3D模型 所以它的成功開(kāi)發(fā)意味著開(kāi)發(fā)了一完全基于 3D注射模設(shè)計(jì)和裝配應(yīng)用的可行性 7 結(jié)論 高級(jí)編程語(yǔ)言的發(fā)展已經(jīng)允許程序員用參數(shù)來(lái)重新使用編程代碼 該編程代碼存在于象微軟公 司基金類型那樣的對(duì)象里 這些強(qiáng)大的特征已經(jīng)使程序員從更多的編程標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的程序和建立用戶界面中分離出來(lái)了 他們現(xiàn) 在能夠把精力集中在軟件的核心組成部分 從而增加生產(chǎn)效率 這導(dǎo)致發(fā)展獨(dú)立版本的軟件諸如 CAE 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造可行性提高 不過(guò)目前 這種方法是既耗時(shí)的而且技術(shù)要 求高 盡管如此 它還是可行的而且前景是非常好的 通過(guò)把幾種高級(jí)的開(kāi)發(fā)者工具結(jié)合起來(lái) 我 們已經(jīng)設(shè)法增加了這些工具開(kāi)發(fā)注射模設(shè)計(jì)的應(yīng)用能力 迄今為止 只有模具設(shè)計(jì)工藝的前三個(gè)階 段得以編碼 這給隨后的模型設(shè)計(jì)模件的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ) 該方法也可以很容易地在包含標(biāo)準(zhǔn)組件 設(shè)計(jì)的其他軟件中實(shí)施 這些包括夾具和固定設(shè)備設(shè)計(jì) 冷鑄 和生產(chǎn)產(chǎn)品自動(dòng)化