CAD在貨架參數(shù)化中的運(yùn)用探討
時(shí)間：2012/9/29 發(fā)布：逯東淑 【
大 中 小】 閱讀：
次 行業(yè)動(dòng)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(chǔ)設(shè)施，隨著物流配送中心在國(guó)內(nèi)的迅速發(fā)展，貨架的設(shè)計(jì)與制造越來越受到人們的重視了，貨架設(shè)備的設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)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(jì)仍以手工類比設(shè)計(jì)為主，計(jì)算機(jī)僅僅作為一個(gè)繪圖工具，沒有充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的功能。②貨架設(shè)計(jì)過程是一個(gè)系列化、參數(shù)化的過程，國(guó)內(nèi)的貨架設(shè)計(jì)還不具有參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的效果，造成大量重復(fù)性的勞動(dòng)，影響設(shè)計(jì)效率和速度。③貨架設(shè)計(jì)結(jié)果幾乎全為工程二維平面圖，雖然不影響設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，但是不能更好地體現(xiàn)貨架的三維設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件。本文以一個(gè)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(jì)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(jì)軟件，使用者可以利用InventorAPI的開發(fā)接口在Inventor系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，滿足專業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的要求。
InventorAPI（ApplicationProgrammingInterface）的技術(shù)基礎(chǔ)是微軟的自動(dòng)化（Automation）技術(shù)，這類自動(dòng)化接口在以Windows為平臺(tái)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(jí)語(yǔ)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(diǎn)：①可以用大多數(shù)當(dāng)前流行的高級(jí)編程語(yǔ)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(jì)的一般概念，再結(jié)合具體的API對(duì)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(duì)象的內(nèi)在功能，例如：通過API可以獲得SketchArc對(duì)象，進(jìn)而對(duì)其屬性如Radius、StartAngle和SweepAngle等進(jìn)行賦值。InventorAPI對(duì)象層次結(jié)構(gòu)模型圖顯示了各個(gè)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)，并且描述了怎樣通過遍歷找到一個(gè)特定的對(duì)象。InventorAPI的各個(gè)對(duì)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(duì)象，通過獲取一個(gè)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(duì)象。
Inventor提供了三種API開發(fā)途徑：Add-In、StandaloneEXE和ApprenticeServer.
在實(shí)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(kù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，貨架的設(shè)計(jì)主要分為以下兩大功能模塊：貨架參數(shù)的設(shè)計(jì)模塊和貨架的計(jì)算機(jī)輔助三維造型模塊。對(duì)于貨架參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊，又可以分為以下幾個(gè)子模塊：托盤單元設(shè)計(jì)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(jì)模塊。
對(duì)于貨架三維參數(shù)化造型系統(tǒng)來說，其參數(shù)化設(shè)計(jì)和貨架三維造型兩個(gè)主模塊就相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的輸入和輸出，其間起連接作用的是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)和貨架參數(shù)化幾何模型共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)一個(gè)具體貨架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述，通過InventorAPI二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了貨架數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(dòng)的參數(shù)化貨架設(shè)計(jì)技術(shù)
將參數(shù)化設(shè)計(jì)算法應(yīng)用于貨架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)參數(shù)化設(shè)計(jì)算法流程，要對(duì)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(kù)，基礎(chǔ)庫(kù)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(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(diǎn)，驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)庫(kù)中的參數(shù)，獲得貨架方案數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)貨架設(shè)備的參數(shù)化描述。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)是參數(shù)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。它使得圖形能夠自動(dòng)隨著參數(shù)值的變化而變化。針對(duì)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(gè)參數(shù)都成為一個(gè)變量，進(jìn)而由參數(shù)對(duì)應(yīng)生成的也是―個(gè)動(dòng)態(tài)的圖形，實(shí)現(xiàn)了貨架柔性設(shè)計(jì)的目的。
以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生成貨架主要部件――槽鋼立柱為例，簡(jiǎn)要說明數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)槽鋼的參數(shù)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及三維造型。
（1）建立并返回Inventor連接對(duì)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(shí)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(dòng)可以方便快捷地進(jìn)行各種貨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和三維造型，對(duì)結(jié)構(gòu)相同而尺寸有所變化的貨架只需對(duì)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)修改就可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成，大大提高了貨架的開發(fā)設(shè)計(jì)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(kù)等形式存儲(chǔ)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。
�。�2）用高級(jí)語(yǔ)言如VisualBasic編制應(yīng)用程序。通過應(yīng)用程序，在數(shù)據(jù)庫(kù)中提取對(duì)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(dòng)，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(shí)例
InventorAPI使得二次開發(fā)Inventor成為現(xiàn)實(shí)，利用InventorAPI，結(jié)合高級(jí)程序語(yǔ)言的強(qiáng)大功能，可以開發(fā)出面向企業(yè)的更專業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(jì)開發(fā)的一個(gè)參數(shù)化貨架三維造型軟件及設(shè)計(jì)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(jì)，省去了設(shè)計(jì)人員大量的體力勞動(dòng)，最為重要的是該軟件突破了貨架的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案三維可視化造型，縮小了設(shè)計(jì)方案和產(chǎn)品之間的差距。
4結(jié)束語(yǔ)
（1）貨架參數(shù)化三維設(shè)計(jì)造型軟件的開發(fā)實(shí)現(xiàn)，使得貨架設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了貨架產(chǎn)品的數(shù)字化虛擬設(shè)計(jì)。
（2）利用InventorAPI，結(jié)合企業(yè)自身產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及工藝特點(diǎn)，能夠開發(fā)出極具使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益的個(gè)性化、專業(yè)化應(yīng)用程序，從而提高企業(yè)信息化、自動(dòng)化水平。
