淺談零件數據模型庫管理系統的設計與實現

(同煤集團建材有限公司， 山西 大同 037003)

1 零件數據模型庫系統設計的功能需求

零件數據模型庫的設計主要應考慮使用者當前的和將來的需求。要在滿足用戶的當前需要基礎上，具備一定的可擴展性，可以方便的進行功能擴展，而滿足用戶要求。同時對這種系統的性能進行分析，為系統設計提供支持。

2 零件數據模型庫的體系結構及其模塊功能

在設計過程中，由于手工建模繁瑣、重復、效率低，因而在設計過程中主要是通過選擇參數進行尺寸驅動而獲得目標模型，系統的體系結構如下圖1。

圖1 零件數據模型庫體系結構

這種模型庫是基于CAD系統而建立的，其可以總體上劃分為建庫工具、零件圖形庫和控制單元等幾部分。按功能劃分模塊，確定出各部分的功能。

在模型庫建設過程中用到了建庫工具，通過這種工具將相應的模板文件、族表等工具建立起來，然后入庫。

零件圖形庫可對各類型的標準件和模板文件進行一定的保存處理，也可以通過其進行調用處理。

模板文件可以看做為一個三維實體文檔，在其中應該進行各種定義，主要如給出相應零件的形體，確定出對應變量和相關性。用戶可以通手動模式建立模板文件，而相應的圖形庫可以根據用戶的需求進行斷擴充，對設計資料進行存儲，也可以進行一定的修改操作。

零件數據庫中存放了各種零件的參數，利用可以為用戶的操作提供便利，在應用過程中需要確定數據的組織方式，數據格式有很多種，其中常用的如，二進制格式、文本格式等。

數據組織方式和數據的存儲于管理方式有關，應該滿足一定的擴展性要求，這種庫以數據為核心。

調用模塊主要是對相關零件圖形庫中的文件夾進行調用，而滿足用戶的要求。，可以根據需要從數據庫中調用的結構參數實例，然后進行一定的轉換而得到所需要的模型。用戶在應用過程中，可以通過該模塊調用各種標準件的，同時也可以進行相應的管理操作。用戶還可以通過此模塊添加各種類型的標準件，而對其中的非標準件則可以根據用戶的需求而自行添加，可以為用戶提供便利。而用戶可以通過相關的接口進行二次開發。

3 零件數據模型庫自助式建庫和維護功能模塊設計

3.1 自助式建庫的功能設計

這種系統的主要功能之一就是進行相關數據庫的建立和維護。本零件數據模型庫系統的主要用戶之一為中小企業。而這類企業生產的產品有很多種，且表現出一定的差異性，可通過數據模型庫建立零件事物特性表，然后就可以對各類型的零件進行高效管理，這些工作只有各自企業的專家才能完成。因而系統在運行過程中應該控制零件數據模型庫的功能可靠實現。同時具有完整和可靠的資源，且子啊具體的應用過程中可以對這些資源進行更新，而滿足一定的擴展性要求。為了實現這種零件數掘模型庫的應用目標，就應該提供用戶自助服務，比如一些和用戶密切相關的工作可以安排給用戶自己來完成，這樣有利于更好的滿足用戶要求，也有利于豐富模型庫的內容，且可以為維護模型的正確性提供支持。這種應用模式也可以有效的降低零件數據模型庫的運行成本，為系統的管理和維護提供便利。

這種系統是面向零件族的，而在運行過程中，用戶可以自己建立企業的零件族、且進行一定的設置操作，然后向庫中依據一定的規則而添加零件資源。

3.2 自助式維護功能設計

自助式維護功能主要有：

(1)零用還可以提供其方便的進行零件族的修改。這種族類相關的事物特性表存在一定的相關性，而在操作過程中存在子族的零件族是無法刪除，因而就應該通過零件庫進行這類處理。

(2)根據相關的要求熱批量的導入零件族、事物特性表。在系統的應用過程中，相應的企業零件族大部分是固定的，可以不必進行修改，而對比也可以發現其創建比較繁瑣，管理和維護的難度也較大，一般只有企業的專家才能完成。因而就很有必要進行自動化設置。而在操作工作中，用戶可以一次完成的零件族和事物特性表，適當的進行保運之后，既可以根據需要進行自動導入功能，而提高操作效率。一次性恢復相關數據，而在應用過程中，也可以通過導出功能進行備份。企業用戶在應用過程中可通過這種自動導入導出功能，導進行一定的數據管理和維護，或者建立其相關的Schema文檔。而零件族的刪除、也屬于維護操作的一部分。

3.3 零部件3D掃描建模

三維掃描技術的出現，給工業零部件檢測帶來很大方便。它可在不對掃描工件造成磨損破壞的前提下提供可靠、真實的三維數據信息；可將得到的三維數據與三維圖紙進行比對，快速準確地獲取工件各個位置的偏差，從而基于比對結果給出修正方案；對于掃描死角少，復雜的曲面，同軸度，圓柱度等用傳統方法難以獲取檢測的數據，也都可以輕而易舉地獲取；同時，快捷的掃描也可以提高檢測的效率，減少時間和人力成本。

根據零部件特點、用戶精度要求及后續需求等實際情況，制定出以手持三維掃描儀、測量臂等為主要設備的掃描方案，結合后期專業軟件處理方式，數字化采集該工業零配件并創建具有相關結構特征的精確3D模型。通過掃描，獲取到該零部件表面完整的三維點云數據信息，包括產品特征、紋理等，以及使用專業軟件將點云數據處理轉化為可用的數字化結果。整個樣品的數據采集工作在幾分鐘內即完成。通過處理得到的高質量數字化模型可為用戶在產品設計、工程分析、快速原型設計、制造和施工應用等方面提供極大的便利和幫助。

零件數據模型庫的應用是縮短產品設計開發周期、提高產品質量、降低產品成本的重要手段，是大規模定制生產成功實施的重要支持工具之一。

[1]丁志強. 基于 Web的參數化跨平臺零件庫系統研究與設計[D].同濟大學,2006.

[2]王瑜濤. 基于 web的零件庫資源共享技術的研究[D].南京航空航天大學,2002.