22314字硕士毕业论文基于异构CAD程序的网络三维零件资源集成系统的实现

绪方理论

1.1研究背景和意义

随着制造业信息化的深入，企业之间的信息交流手段越来越多样化，对信息共享和获取的效率要求也越来越高。根据AMR的一项研究结果，购买的零件在产品中所占的比例正在逐渐增加，从五年前的40%增加到[1]的80%或更多。结果表明，备件资源的有效再利用不仅可以降低制造企业的生产研发成本，而且可以大大加快新产品上市速度，提高制造企业的市场竞争力。在机械制造业中，有大量标准化和系列化的零件，成熟的产品很可能由除关键零件之外的其他企业生产。在其设计过程中，存在大量现有零件的重用。统计数据显示，一个产品中使用的现有零件数量超过60%，在[机械制造业中甚至更高。产品中的某些部分可能是其他企业的成熟产品。产品有大量的设计资源，如三维模型、技术参数等。在产品的生产企业内，这些资源可以在设计过程中重用。

如果在产品设计过程中使用工具可以快速获得现有零件的设计模型或技术参数，可以大大缩短产品的设计时间，并可以进一步将设计工程师的宝贵时间投入到独立关键零件的设计过程中，从而进一步提高产品的性能和质量。因此，建立零件库系统来管理现有的零件资源模型资源是加快企业信息化、增强企业竞争力的重要手段，这对企业自身有很多好处。随着信息技术和计算机网络技术的飞速发展，充分利用互联网/内部网网络带来的优势，整合各种软硬件资源，通过网络共享和重用各种设计资源，进而加快产品的设计，不仅是必要的，也是可行的。

即充分利用网络的跨区域特性，建立基于互联网/内联网技术的网络零件资源库，实现跨平台零件资源的统一管理。从可重用设计资源的角度整合各企业或零部件供应商的零部件资源数据，包括不同三维CAD平台和不同制造企业[4]之间的产品模型和技术参数数据共享，从而达到零部件设计资源快速共享和交换的目的，进一步实现不同企业之间的合作和数据共享，实现快速适应市场信息变化、缩短产品尤其是新产品开发周期的目的。同时，为了满足网络环境下不同三维计算机辅助设计系统用户之间资源共享和数据交换的需求，需要构建一个基于异构计算机辅助设计平台的网络零件资源集成库系统。它是一个网络共享服务平台，为企业提供零件三维CAD模型的在线参数驱动和下载、模型的在线可视化预览和通用设计资源查询服务。通过这个平台，产品设计者可以在任何地方搜索所需的计算机辅助设计零件模型资源。通过在线浏览和修改相应的设计参数，几何尺寸数据能够满足使用要求。最后，根据自己使用的三维计算机辅助设计软件系统将零件模型资源下载到本地计算机上，然后将零件模型导入三维计算机辅助设计软件中，完成零件的设计工作，从而减少了在产品设计周期中重复建模零件的时间，从而缩短了产品开发周期。网络化零件资源数据库系统是企业与其上下游企业之间的重要桥梁，制造企业可以通过它更快地获得所需的资源和信息，从而形成跨区域的最优组合。建立一个开放、可维护、集成的网络零件资源库系统，集成异构的计算机辅助设计平台，对于提高企业设计资源的共享和信息化具有重要意义。作为制造企业信息平台的重要组成部分，[5]机械产品的设计过程中引入了计算机网络的高速数据传输、海量存储和地域无限的特点。这对于加快新产品的研发起到了非常重要的作用，也将是零件库系统的最终发展方向和革命性变化。

1.2国内外相关领域的研究现状

零件库系统不仅是企业信息化程度的代表，也是实现计算机辅助设计技术的重要手段。外国机械制造业比国内工业起步早得多。它有高度发达的制造业。科研机构十分重视三维零件资源库技术的发展，并对其实现技术进行了大量的研究工作。目前，国外研究机构或企业建立的零件库主要基于PLIB标准，该标准(IS013584)统一描述了零件库的基本原理、零件库的概念模型、表达式的逻辑模型、供应商库的逻辑模型、零件族构建的方法以及零件库的其他相关概念信息，为零件库的信息表达、数据交换、使用和更新提供了必要的机制和定义[6-10]。其主要目的是提供一种基于STEP的零件资源库数据传输机制，数据传输过程可以独立于使用数据的三维CAD软件系统。国外科研机构通过对零件库核心技术的研究和探索，开发了许多原型零件库系统，并通过商业推广投入商业运营模式。其中，典型零件库系统的名称和主要特征如下:(1)Web2CAD(TraceParts)系统(www.web2cad.com)Web2CAD系统号称世界上最大的零件库。它是一个提供多语言支持的网络零件库系统，有90多家零件制造商作为其供应商。内部数据量非常大，共有约4000万个零件3D计算机辅助设计模型，用户可以免费下载[11]。

第二章基于异构CAD平台的系统框架设计……9

2.1系统需求分析……9

2.2整体系统架构设计……10

2.3系统功能设计……12

第三章基于网络的三维零件模型可视化……16

3.1网络三维技术及其实现形式...................16

3.2基于网络的三维模型可视化方案……17

3.3基于OSG的三维可视化插件开发……19

第四章异构CAD平台三维零件资源的参数化设计……29

4.1零件三维模型资源的参数化设计方法……29

4.2包装和呼叫……异构三维CAD软件二次开发界面30

4.3零件三维计算机辅助设计模型的在线参数化驱动实现...................35

摘要

基于异构计算机辅助设计平台的网络零件资源集成库系统是企业信息化程度的代表，也是计算机辅助设计技术的重要实现手段，是企业内部各部门之间和企业之间信息共享的平台。网络零件库系统也是实现网络化制造的重要基础。利用互联网的跨区域性质，企业可以形成互补优势，实现忽略地理空的优化组合，从而缩短产品研发周期，降低设计成本，提高企业的市场竞争力。本文通过研究基于网络的零件库构建技术、基于OSG和VRML文件的三维模型可视化技术、常用三维CAD软件系统的二次开发技术以及ASP.NET、ADO.NET和网络2.0等先进网络技术的综合应用，完成了基于异构CAD平台的网络零件资源集成库系统的开发。它可以实现网络环境下三维零件资源的有效管理和集成、三维模型可视化、在线快速数据库构建等功能。它将为产品设计者共享和交换三维零件资源提供一个方便的平台，为企业之间快速的数据共享和交换搭建桥梁，实现企业内部和企业之间零件资源的最大化共享。

参考

[①史永鹏。基于PHP和SolidWorks软件的翻盖机零件库研究。兰州理工大学硕士学位论文，2012

王陈勇。基于网络的零件库系统的设计[。机电工程技术。2004年，33 (6): 46-47。

[3]徐向荣。基于网络服务的分布式零件库系统开发与应用研究[，浙江大学硕士学位论文，2006。

李和、孙勒温、王宏伟。异构CAD平台网络零件库系统的研究与实现[[]。机械设计与制造，2012.2，(2):266-268。

[5]宋华军。基于ASP.NET·[的零件库共享系统的设计与开发》，复旦大学硕士学位论文，2011年。

[6]刘丹、齐郭宁、顾新建、谢庆生。《基于网络的零件库发展分析》，贵州工业大学学报(自然科学版)，2004年10月，35(5):73-76

苏包华、齐郭宁、顾新建、童珍、吴昭通。零件库的基本原理及其在产品设计中的应用[。工程设计杂志，1998，(04):34-38。

[8]中国百科全书网。国外网络零件库的发展现状，2011-02。

[9]刘丹、谢胜、古剑。[图书馆网络零件集成方法研究。《第四届机器学习与计算机科学国际会议录》，2005年，第4卷:2296-2301页。

[10]周桂贤，梁敏。PLIB本体集成到网络化制造信息系统[，第二届下一代信息技术国际会议，2011。