CAD在貨架參數(shù)化中的運用探討

時間：2012/9/29　發(fā)布：逯東淑　【大中小】　閱讀：次　行業(yè)動態(tài)　收藏本文

貨架設(shè)備是配送中心內(nèi)最為重要的存儲設(shè)施，隨著物流配送中心在國內(nèi)的迅速發(fā)展，貨架的設(shè)計與制造越來越受到人們的重視了，貨架設(shè)備的設(shè)計好壞直接影響到配送中心的空間利用率和存貨效率。目前，國內(nèi)的貨架設(shè)計行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計思想上明顯滯后于當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，主要存在問題有：①貨架設(shè)計仍以手工類比設(shè)計為主，計算機僅僅作為一個繪圖工具，沒有充分發(fā)揮計算機輔助設(shè)計的功能。②貨架設(shè)計過程是一個系列化、參數(shù)化的過程，國內(nèi)的貨架設(shè)計還不具有參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動的效果，造成大量重復(fù)性的勞動，影響設(shè)計效率和速度。③貨架設(shè)計結(jié)果幾乎全為工程二維平面圖，雖然不影響設(shè)計和生產(chǎn)，但是不能更好地體現(xiàn)貨架的三維設(shè)計效果，造成銷售人員和客戶的溝通困難。
　　為了解決上述問題，需要對現(xiàn)有的通用CAD軟件進(jìn)行二次開發(fā)，編制出面向貨架設(shè)計的專業(yè)設(shè)計軟件。本文以一個貨架參數(shù)化三維造型系統(tǒng)的開發(fā)為例，介紹了基于InventorAPI的二次開發(fā)技術(shù)在貨架參數(shù)化設(shè)計和三維造型上的應(yīng)用。
　　1InventorAPI技術(shù)Inventor是Autodesk推出的一款非常優(yōu)秀的三維CAD設(shè)計軟件，使用者可以利用InventorAPI的開發(fā)接口在Inventor系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，滿足專業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的要求。
　　InventorAPI（ApplicationProgrammingInterface）的技術(shù)基礎(chǔ)是微軟的自動化（Automation）技術(shù)，這類自動化接口在以Windows為平臺的應(yīng)用程序當(dāng)中是相當(dāng)普遍的，用戶通過InventorAPI可以用支持Automation（OLEAutomation）技術(shù)的高級語言開發(fā)出需要的應(yīng)用程序。與別的三維造型軟件二次開發(fā)技術(shù)相比較，InventorAPI技術(shù)具有顯著的特點：①可以用大多數(shù)當(dāng)前流行的高級編程語言來寫自己的程序，例如用VisualBasic、VisualC 、Delphi、Perl和Java等；②InventorAPI是一種以面向?qū)ο蟮姆绞浇沂緫?yīng)用程序?qū)ο蠊δ艿膽?yīng)用程序編程接口技術(shù)，一旦理解和掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的一般概念，再結(jié)合具體的API對象結(jié)構(gòu)模型就可以進(jìn)行二次程序開發(fā)。
　　InventorAPI揭示了Inventor的各種對象的內(nèi)在功能，例如：通過API可以獲得SketchArc對象，進(jìn)而對其屬性如Radius、StartAngle和SweepAngle等進(jìn)行賦值。InventorAPI對象層次結(jié)構(gòu)模型圖顯示了各個對象之間的關(guān)聯(lián)，并且描述了怎樣通過遍歷找到一個特定的對象。InventorAPI的各個對象是一種相互繼承的關(guān)系，這種繼承關(guān)系的關(guān)鍵是應(yīng)用程序（Application）對象，通過獲取一個應(yīng)用程序?qū)ο蟮脑L問權(quán)，就可以得到API中的任何其它的對象。
　　Inventor提供了三種API開發(fā)途徑：Add-In、StandaloneEXE和ApprenticeServer.
　　在實際應(yīng)用當(dāng)中，出于應(yīng)用程序用戶界面的考慮，通常選擇以StandaloneEXE的方式開發(fā)應(yīng)用程序的情況較多。
　　2貨架三維造型系統(tǒng)框架
　　貨架三維造型系統(tǒng)采用先進(jìn)的特征參數(shù)化技術(shù)，并結(jié)合了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動技術(shù)，貨架的設(shè)計主要分為以下兩大功能模塊：貨架參數(shù)的設(shè)計模塊和貨架的計算機輔助三維造型模塊。對于貨架參數(shù)化設(shè)計模塊，又可以分為以下幾個子模塊：托盤單元設(shè)計模塊、立柱截面選型模塊、支臂選型模塊和貨架總體參數(shù)設(shè)計模塊。
　　對于貨架三維參數(shù)化造型系統(tǒng)來說，其參數(shù)化設(shè)計和貨架三維造型兩個主模塊就相當(dāng)于整個系統(tǒng)的輸入和輸出，其間起連接作用的是數(shù)據(jù)庫技術(shù)。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和貨架參數(shù)化幾何模型共同實現(xiàn)了對一個具體貨架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述，通過InventorAPI二次開發(fā)實現(xiàn)了貨架數(shù)據(jù)驅(qū)動三維造型。
　　3貨架三維造型系統(tǒng)開發(fā)
　　311基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的參數(shù)化貨架設(shè)計技術(shù)
　　將參數(shù)化設(shè)計算法應(yīng)用于貨架系統(tǒng)設(shè)計中，根據(jù)參數(shù)化設(shè)計算法流程，要對貨架系統(tǒng)建立層次化模型，分析模型參數(shù)，確定貨架的主參數(shù)，建立貨架模型的基礎(chǔ)庫，基礎(chǔ)庫中的主參數(shù)既包括尺寸參數(shù)，也包括結(jié)構(gòu)參數(shù)，各種貨架模型均有其獨特的結(jié)構(gòu)特點，這些結(jié)構(gòu)特點在參數(shù)化過程中就是我們所說的約束關(guān)系。我們可以在分析結(jié)構(gòu)過程中尋找貨架設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，驅(qū)動基礎(chǔ)庫中的參數(shù)，獲得貨架方案數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對貨架設(shè)備的參數(shù)化描述。
　　數(shù)據(jù)驅(qū)動是參數(shù)化計算機輔助設(shè)計的基礎(chǔ)。它使得圖形能夠自動隨著參數(shù)值的變化而變化。針對常規(guī)圖形不能按比例變化的缺陷，將其進(jìn)行參數(shù)化，則每個參數(shù)都成為一個變量，進(jìn)而由參數(shù)對應(yīng)生成的也是―個動態(tài)的圖形，實現(xiàn)了貨架柔性設(shè)計的目的。
　　以數(shù)據(jù)驅(qū)動生成貨架主要部件――槽鋼立柱為例，簡要說明數(shù)據(jù)驅(qū)動三維造型一般過程。通過分析，槽鋼的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)為草圖輪廓參數(shù)a、b、c、d和拉伸參數(shù)e，　通過參數(shù)a、b、c、d和e的約束可以實現(xiàn)對槽鋼的參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動設(shè)計及三維造型。
　�。�1）建立并返回Inventor連接對象：DimoInventorasInventor.ApplicationSetoInventor=GetObject（，“inventor.application”）DimoComdefAsPartComponentDefinitionSetoComdef=oInventor.ActiveDocument.ComponentDefinition
　　（2）建立槽鋼輪廓草圖：DimoPoint（1To8）AsPoint2d
　　DimoLine（1To8）AsSketchLine
　　DimoSketchAsPlanarSketch
　　SetoSketch=oComdef.Sketches.Add（oComdef.WorkPlanes.
　　Item（3））
　　SetoP（1）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（0，0）
　　SetoP（2）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（a，0）
　　SetoP（3）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（a，b）
　　SetoP（4）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（a-d，b）
　　SetoP（5）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（a-d，b-c）
　　SetoP（6）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（d，b-c）
　　SetoP（7）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（d，b）
　　SetoP（8）=oInventor.TransientGeometry.CreatePoint2d（0，b）
　　SetoLine（1）=oSketch.SketchLines.AddByTwoPoints（（oP（1），oP（2））
　　ForI=2to7
　　SetoLine（i）=oSketch.SketchLines.AddByTwoPoints（oLine（i-1）。EndSketchPoint，oP（i 1））
　　NextI
　　SetoLine（8）=oSketch.SketchLines.AddByTwoPoints（oLine（7）。
　　EndSketchPoint，oLine（1）。StartSketchPoint）
　�。�3）槽鋼三維實體造型：
　　DimoProfileAsProfile
　　SetoProfile=oSketch.Profiles.AddForSolid
　　CalloComdef.Features.ExtrudeFeatures.AddByDistanceExtent
　�。╫Profile，e，kPositiveExtentDirection，kJoinOperation）
　　通過參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動可以方便快捷地進(jìn)行各種貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計和三維造型，對結(jié)構(gòu)相同而尺寸有所變化的貨架只需對驅(qū)動數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)修改就可以由計算機自動生成，大大提高了貨架的開發(fā)設(shè)計效率。
　　312貨架三維造型系統(tǒng)流程
　　貨架參數(shù)化三維造型系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)的主要步驟為：
　�。�1）建立貨架的參數(shù)化幾何原型。根據(jù)參數(shù)化約束思想，建立幾何體的形狀約束和尺寸約束等，并用數(shù)據(jù)庫等形式存儲相關(guān)的驅(qū)動數(shù)據(jù)。
　�。�2）用高級語言如VisualBasic編制應(yīng)用程序。通過應(yīng)用程序，在數(shù)據(jù)庫中提取對應(yīng)的形狀約束數(shù)據(jù)和尺寸約束數(shù)據(jù)，然后調(diào)用InventorAPI函數(shù)，根據(jù)貨架原型，利用提取的幾何參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動，在Inventor系統(tǒng)環(huán)境中繪制所需的平面草圖進(jìn)而進(jìn)行三維造型。
　　313貨架三維造型系統(tǒng)實例
　　InventorAPI使得二次開發(fā)Inventor成為現(xiàn)實，利用InventorAPI，結(jié)合高級程序語言的強大功能，可以開發(fā)出面向企業(yè)的更專業(yè)的計算機輔助設(shè)計軟件。
　　近期根據(jù)貨架三維造型系統(tǒng)流程為駛?cè)胧剑―riveIn）貨架設(shè)計開發(fā)的一個參數(shù)化貨架三維造型軟件及設(shè)計案例結(jié)果，利用該系統(tǒng)進(jìn)行貨架三維參數(shù)化造型設(shè)計，省去了設(shè)計人員大量的體力勞動，最為重要的是該軟件突破了貨架的傳統(tǒng)設(shè)計方法，實現(xiàn)了設(shè)計方案三維可視化造型，縮小了設(shè)計方案和產(chǎn)品之間的差距。
　　4結(jié)束語
　　（1）貨架參數(shù)化三維設(shè)計造型軟件的開發(fā)實現(xiàn)，使得貨架設(shè)計在系列化、參數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化方面得到提高，三維造型技術(shù)的引入實現(xiàn)了貨架產(chǎn)品的數(shù)字化虛擬設(shè)計。
　�。�2）利用InventorAPI，結(jié)合企業(yè)自身產(chǎn)品的設(shè)計及工藝特點，能夠開發(fā)出極具使用價值和經(jīng)濟(jì)效益的個性化、專業(yè)化應(yīng)用程序，從而提高企業(yè)信息化、自動化水平。

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