面向冰箱内胆冲孔平台专用3D装备库的分管与调用系统及方法与流程

面向冰箱内胆冲孔平台专用3d装备库的分管与调用系统及方法
技术领域
1.本发明属于冰箱自动化生产装备工业的技术领域，涉及一种需基于nx，并面向冰箱内胆冲孔平台的专用装备库分管与调用系统及其实现方法与步骤。


背景技术：

2.当下，相关公司可服务于冰箱内胆冲孔工序的自动化生产装备已经具备成熟的技术支撑，同时也在该领域积累起了相当丰富的设计经验；对新的产品设计往往只需要根据此次用户的需求从过往订单的相关设计方案中找到各个功能相似的成员部件并以新设计的局部结构替换掉原有不合时宜的部分，然后再加以适当的重组与尺寸调整就可以完成；
3.然而，即便如此，项目的设计人员仍然需要做出大量以单个零件甚至其设计树上的单个特征为基本操作单元的修改或删除命令；大型装备上的零件总数是不言而喻的，即使只需要对部分零件的部分特征进行调整或删除，也会花费大量的时间和精力；同时，大型装备上一些零件间尺寸关联，并且还具有装配关系；虽然在单次的修改或删除操作中可以很好的兼顾，但大量的重复工作也会导致操作失误，并增加设计负担、降低设计效率。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种面向冰箱内胆冲孔平台专用3d装备库的分管与调用系统及方法，以部件装配体为基本单元，通过调用数据库中的部件装配体模型并修改其尺寸数值，从而实现冰箱内胆冲孔平台产品模型的快速建模，从而能缩短冰箱内胆冲孔平台系列装备产品的设计周期，简化设计步骤，极大地提高产品的设计效率。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明一种面向冰箱内胆冲孔平台专用3d装备库的分管与调用系统的特点是应用于nx软件平台上，并包括：数据库、调用模块以及分管模块；
7.所述数据库中存储有以部件装配体模型为基本单元的模型；每个部件装配体含有一一对应的名称属性、尺寸属性、功能属性以及对应的二维预览图片；
8.所述调用模块包括：模型分类列表单元、模型导入单元、模型尺寸参数修改单元；
9.所述模型分类列表单元用于获取所述数据库中部件装配体模型的属性信息和二维预览图片并进行分类显示；
10.所述模型导入单元先在nx软件平台上对所述部件装配体模型进行三维建模并作为源模型；将nx软件平台上的“表达式”与部件装配体模型的尺寸参数建立关联，再利用数学函数关系式建立所述部件装配体模型下零件模型的尺寸参数与所述部件装配体模型的尺寸参数之间的关联；并使用nxopen c++库函数对所述部件装配体模型进行编译，得到新尺寸信息的导入功能，用于修改部件装配体模型的尺寸信息并导入到nx软件的建模环境中，从而生成新的部件装配体模型；
11.所述模型尺寸参数修改单元用于修改已导入建模环境中部件装配体模型的尺寸参数，包括：通过block.ui提供的选择控件选中需修改的部件装配体模型并获取其属性信息，通过修改部件装配体模型所对应的与“表达式”相关联的尺寸参数，以修改部件装配体模型的尺寸值，并将修改后的尺寸值向下传递到零件模型中，使零件模型的形状发生变换并向上反馈到部件装配体模型上，从而实现部件装配体模型的尺寸修改；
12.所述分管模块包括：模型位置变换单元、模型连续复制单元；
13.所述模型位置变换单元在nx软件环境下对已导入建模环境中并完成参数初始化的模型进行方位变换操作，通过block styler函数中csys坐标控件刷新时的回调函数，获取部件装配体模型在相邻两次位置调整前后的坐标原点和坐标矩阵，计算两次坐标原点的三维差值，并结合两次坐标矩阵间的3阶差异矩阵以构造出两次位置调整前后的4阶仿射变换矩阵，从而通过4阶仿射变换矩阵得到部件装配体模型的位置变化结果；
14.所述模型连续复制单元在nx软件环境下用于对已导入建模环境中并完成参数初始化的模型进行自我复制操作，并同样通过调用所述模型位置变换单元实现对复制体在nx软件环境下的方位变换操作。
15.本发明一种面向冰箱内胆冲孔平台专用3d装备库的分管与调用方法的特点是按照如下步骤进行；
16.步骤1、在nx软件平台上对给定的零件进行三维建模，得到各个零件模型；并根据冰箱内胆冲孔平台装备的结构关系，以实现一个完整的功能为前提对各个零件模型进行装配，得到各个部件装配体模型，并作为源模型后存放到数据库中；
17.步骤2、完成对部件装配体模型的设置；
18.步骤2.1、利用nx软件平台上的“表达式”对部件装配体模型中各个零件模型的尺寸参数进行关联，以控制所述源模型的尺寸参数的变化；
19.步骤2.2、分析部件装配体模型中零件模型的约束关系，并利用以数学函数关系式对零件模型的的约束关系建立尺寸关联，使得所述部件装配体模型的尺寸参数发生变化时，能满足其零件模型间的约束关系；
20.步骤2.3、标记部件装配体模型下部件及零件模型的属性；
21.用字符串型属性变量标记每个部件装配体模型，再以整型属性变量标记所述部件装配体模型下的各个零件模型，并以其各零件模型中整型属性变量值的大小来表示零件模型在所述部件装配体模型中的优先级，且整型属性变量值越大代表优先级越高；
22.步骤2.4、设置部件装配体模型与自身参数配置之间的绑定关系；
23.以部件装配体模型的名称为关键词key，以与源模型的参数配置绑定的指针函数为数值value；利用基于散列表词典结构的泛型关联容器，建立关键词key与数值value之间的高时效访问映射，从而使得源模型与其参数配置之间形成关联；
24.步骤3、将各部件装配体模型的名称属性、尺寸属性、功能属性以及与对应的二维预览图存入数据库中；
25.步骤4、通过遍历所述数据库中部件装配体模型的名称属性、功能属性和对应的二维预览图信息，并根据功能属性的不同将部件装配体模型进行分类，再将所述部件装配体模型的名称属性和二维预览图信息分类显示在模型分类列表中；
26.步骤5、选中所显示的部件装配体模型，并从所述数据库中获取相应部件装配体模
型的名称属性、尺寸属性和对应的二维预览图信息，并将尺寸属性和二维预览图信息显示在参数配置列表上，然后通过所述名称属性找到对应的参数配置并进行修改，以修改部件装配体模型的尺寸参数，从而得到更新后的部件装配体模型，以实现快速建模；
27.步骤6、对更新后的部件装配体模型进行位置改变；
28.借助block styler函数中csys坐标控件刷新时的回调函数，获取部件装配体模型在相邻两次位置调整前后的坐标原点和坐标矩阵，计算两次坐标原点的三维差值，并结合两次坐标矩阵间的3阶差异矩阵以构造出两次位置调整前后的4阶仿射变换矩阵，从而通过4阶仿射变换矩阵得到部件装配体模型的位置变化结果；
29.步骤7、通过uf_clone_add_assembly克隆函数对更新后的部件装配体模型进行复制，从而按照步骤6的过程对复制后的部件装配体模型进行位置改变，以实现模型的连续复制和移动。
30.本发明所述的分管与调用方法的特点也在于，所述步骤4是基于ufun和nxopen开发工具并按如下过程进行：
31.步骤4.1、遍历数据库，并使用uf_attr_read_value函数从所述数据库中获取部件装配体模型的名称属性、尺寸属性和对应的二维预览图信息；
32.步骤4.2、通过nxopen::blockstyler::tree*树列表控件将模型的名称属性显示在所述模型分类列表的树列表上，通过nxopen::blockstyler::drawingarea*绘图控件将模型对应的二维预览图显示在所述模型分类列表的绘图区上。
33.所述步骤5是基于ufun和nxopen开发工具并按如下过程进行：
34.步骤5.1、选中部件装配体模型，并通过uf_attr_read_value函数从数据库中获取模型的名称属性、尺寸属性和对应的二维预览图信息；
35.步骤5.2、通过nxopen::blockstyler::expressionblock表达式控件将模型的尺寸信息显示在参数配置列表的表达式上，通过nxopen::blockstyler::drawingarea*绘图控件将模型对应的二维预览图显示在参数配置列表的绘图区上；
36.步骤5.3、通过uf_part_import函数导入部件装配体模型并打开模型对应的参数配置列表；通过函数uf_modl_edit_exp修改参数配置列表上的表达式的值，从而修改导入的部件装配体模型的尺寸值；
37.步骤5.4、通过uf_modl_update()函数对尺寸修改后的部件装配体模型进行更新，并通过uf_disp_refresh()函数刷新模型的显示，然后通过uf_part_export()函数将模型导出并另存为新的部件装配体模型，从而实现冰箱内胆冲孔装置的部件装配体模型的快速建模。
38.与现有技术相比，本发明具有如下突出优点：
39.1、本发明中利用以功能部件装配体为基本操作单元的参数化设计方法对冰箱内胆冲孔平台相关的专用成员装备的3d模型的快速调用过程进行开发，具有很强的针对性；设计人员在系统数据库中选择模型，就可以实现对总装模型上指定关键子装备模型的调用与位置摆放，通过nx提高的“表达式”功能实现模型尺寸的快速修改，减少了设计人员大量重复操作，同时也避免了复杂建模带来的时间损耗；
40.2、本发明提出了一种快速调用指定模板库中3d模型并对其相关尺寸进行快速修改的方法；利用nx表达式和零件属性表的相互协同，使各种功能子装备模型内部零件内及
零件间的尺寸产生联动，即消除了设计者在不同零件及特征间反复切换操作环境时的不便，又能丝毫无误的实现子装备中各零件间的尺寸协同，使单个子装备模型可以成为设计者结构设计时调控尺寸的基本操作单元，突破了那种以单个零件为调控尺寸基本单元的操作繁复性以及只能在零件内传递表达式值的局限性；
41.3、本发明通过选择装配环境所有中存在或已导入的数据库中部件装备体模型来找出对应的参数配置模块，并提供进行快速修改模型尺寸的方法，较之以往通过在管理窗口列表中选择名称再弹出对应模块修改尺寸的的方式更加直观与便捷，节约了设计人员的操作时间的同时，还能根据周围其它零部件的状况来调整当下目标零部件的尺寸，极大地提高了设计过程中重复修改尺寸步骤的效率。
42.综上所述，本发明帮助实现了在nx软件中以部件装配体调用、移动、修改为基本操作的高效人机交互方式，进而可以基于对各关键部件装配体的合理统筹与部署搭建起全新的冰箱内胆冲孔平台3d总装模型，同时提供子装备快速修改窗口，便于设计人员后续错误排查时做出快速的纠正以及应对实际情况变化时对局部结构做出针对性的修改。
附图说明
43.图1为本发明系统总体框架图；
44.图2为本发明系统结构示意图；
45.图3为系统模型尺寸关系设置图；
46.图4为本发明系统参数化设计原理图；
47.图5为本发明系统模型位置移动原理图。
具体实施方式
48.本实施例中，开辟了一条更加高效的人机交互途径，提供了一种基于nx软件平台，并面向冰箱内胆冲孔平台的专用装备库分管与调用系统及其实现方法与步骤，能实现相关设计工作者对冰箱内胆冲孔平台以功能子组件模型和功能子部件模型为基本操作单元的参数化机械结构设计，从而可以将设计工作者从大量相似而又琐碎的基本零件特征操作中解放出来，并能使其把更多的精力放在对整机模型的把控和一些功能子装备的协同以及对全局零部件的整体部署上；
49.本实施例中，利用西门子公司nx自带的block styler ui制作3d成员装备模型库分管与调用系统，包含一个3d成员装备模型库调用窗口，一个3d成员装备模型库分管窗口以及后续可以对导入后的实例化模型进行便捷修改的3d装备模型快速修改窗口；借助visual studio2012编译平台实现对三窗口中各按钮指令接收过程的封装以及对相应关联对象的具体功能响应的封装，并通过nxopen c++提供的应用程序接口api(application programming interface)实现与nx平台的无缝集成，如图1所示；
50.如图2所示，一种面向冰箱内胆冲孔平台专用3d装备库的分管与调用系统，是应用于nx软件平台上，并包括：数据库、调用模块以及分管模块；
51.数据库中存储有以部件装配体模型为基本单元的模型；每个部件装配体含有一一对应的名称属性、尺寸属性、功能属性以及对应的二维预览图片；
52.调用模块包括：模型分类列表单元、模型导入单元、模型尺寸参数修改单元；
53.模型分类列表单元用于获取数据库中部件装配体模型的属性信息和二维预览图片并进行分类显示；
54.模型导入单元先在nx软件平台上对部件装配体模型进行三维建模并作为源模型；将nx软件平台上的“表达式”与部件装配体模型的尺寸参数建立关联，再利用数学函数关系式建立部件装配体模型下零件模型的尺寸参数与部件装配体模型的尺寸参数之间的关联；并使用nxopen c++库函数对部件装配体模型进行编译，得到新尺寸信息的导入功能，用于修改部件装配体模型的尺寸信息并导入到nx软件的建模环境中，从而生成新的部件装配体模型；
55.模型尺寸参数修改单元用于修改已导入建模环境中部件装配体模型的尺寸参数，包括：通过block.ui提供的选择控件选中需修改的部件装配体模型并获取其属性信息，通过修改部件装配体模型所对应的与“表达式”相关联的尺寸参数，以修改部件装配体模型的尺寸值，并将修改后的尺寸值向下传递到零件模型中，使零件模型的形状发生变换并向上反馈到部件装配体模型上，从而实现部件装配体模型的尺寸修改；
56.如图3所示，系统实现“变量”、“表达式”和模型尺寸之间地一一对应关系，从而使得系统能够通过改变“变量”值来控制模型的尺寸值，从而实现模型修改；
57.分管模块包括：模型位置变换单元、模型连续复制单元；
58.模型位置变换单元在nx软件环境下对已导入建模环境中并完成参数初始化的模型进行方位变换操作，通过block styler函数中csys坐标控件刷新时的回调函数，获取部件装配体模型在相邻两次位置调整前后的坐标原点和坐标矩阵，计算两次坐标原点的三维差值，并结合两次坐标矩阵间的3阶差异矩阵以构造出两次位置调整前后的4阶仿射变换矩阵，从而通过4阶仿射变换矩阵得到部件装配体模型的位置变化结果；
59.模型连续复制单元在nx软件环境下用于对已导入建模环境中并完成参数初始化的模型进行自我复制操作，并同样通过调用所述模型位置变换单元实现对复制体在nx软件环境下的方位变换操作。
60.本实施例中，一种面向冰箱内胆冲孔平台专用装备库的分管与调用方法是按照如下步骤进行进行：
61.步骤1、在nx软件平台上对给定的零件进行三维建模，得到各个零件模型；并根据冰箱内胆冲孔平台装备的结构关系，以实现一个完整的功能为前提对各个零件模型进行装配，得到各个部件装配体模型，并作为源模型后存放到数据库中；
62.步骤2、完成对部件装配体模型的设置；
63.步骤2.1、利用nx软件平台上的“表达式”对部件装配体模型中各个零件模型的尺寸参数进行关联，以控制所述源模型的尺寸参数的变化；
64.步骤2.2、分析部件装配体模型中零件模型的约束关系，并利用以数学函数关系式对零件模型的的约束关系建立尺寸关联，使得所述部件装配体模型的尺寸参数发生变化时，能满足其零件模型间的约束关系；
65.步骤2.3、标记部件装配体模型下部件及零件模型的属性；
66.用字符串型属性变量标记每个部件装配体模型，再以整型属性变量标记所述部件装配体模型下的各个零件模型，并以其各零件模型中整型属性变量值的大小来表示零件模型在所述部件装配体模型中的优先级，且整型属性变量值越大代表优先级越高；
67.步骤2.4、设置部件装配体模型与自身参数配置之间的绑定关系；
68.以部件装配体模型的名称为关键词key，以与源模型的参数配置绑定的指针函数为数值value；利用基于散列表词典结构的泛型关联容器，建立关键词key与数值value之间的高时效访问映射，从而使得源模型与其参数配置之间形成关联；
69.步骤3、将各部件装配体模型的名称属性、尺寸属性、功能属性以及与对应的二维预览图存入数据库中；
70.步骤4、通过遍历所述数据库中部件装配体模型的名称属性、功能属性和对应的二维预览图信息，并根据功能属性的不同将部件装配体模型进行分类，再将所述部件装配体模型的名称属性和二维预览图信息分类显示在模型分类列表中；
71.步骤4.1、遍历数据库，并使用uf_attr_read_value函数从所述数据库中获取部件装配体模型的名称属性、尺寸属性和对应的二维预览图信息；
72.步骤4.2、通过nxopen::blockstyler::tree*树列表控件将模型的名称属性显示在所述模型分类列表的树列表上，通过nxopen::blockstyler::drawingarea*绘图控件将模型对应的二维预览图显示在所述模型分类列表的绘图区上。
73.步骤5、选中所显示的部件装配体模型，并从所述数据库中获取相应部件装配体模型的名称属性、尺寸属性和对应的二维预览图信息，并将尺寸属性和二维预览图信息显示在参数配置列表上，然后通过所述名称属性找到对应的参数配置并进行修改，以修改部件装配体模型的尺寸参数，从而得到更新后的部件装配体模型，以实现快速建模，如图4所示；
74.步骤5.1、选中部件装配体模型，并通过uf_attr_read_value函数从数据库中获取模型的名称属性、尺寸属性和对应的二维预览图信息；
75.步骤5.2、通过nxopen::blockstyler::expressionblock表达式控件将模型的尺寸信息显示在参数配置列表的表达式上，通过nxopen::blockstyler::drawingarea*绘图控件将模型对应的二维预览图显示在参数配置列表的绘图区上；
76.步骤5.3、通过uf_part_import函数导入部件装配体模型并打开模型对应的参数配置列表；通过函数uf_modl_edit_exp修改参数配置列表上的表达式的值，从而修改导入的部件装配体模型的尺寸值；
77.步骤5.4、通过uf_modl_update()函数对尺寸修改后的部件装配体模型进行更新，并通过uf_disp_refresh()函数刷新模型的显示，然后通过uf_part_export()函数将模型导出并另存为新的部件装配体模型，从而实现冰箱内胆冲孔装置的部件装配体模型的快速建模。
78.步骤6、对更新后的部件装配体模型进行位置改变；
79.借助block styler函数中csys坐标控件刷新时的回调函数，获取部件装配体模型在相邻两次位置调整前后的坐标原点和坐标矩阵，计算两次坐标原点的三维差值，并结合两次坐标矩阵间的3阶差异矩阵以构造出两次位置调整前后的4阶仿射变换矩阵，从而通过4阶仿射变换矩阵得到部件装配体模型的位置变化结果，从而实现部件装配体模型的位置移动，如图5所示。
80.步骤7、通过uf_clone_add_assembly克隆函数对更新后的部件装配体模型进行复制，从而按照步骤6的过程对复制后的部件装配体模型进行位置改变，以实现模型的连续复制和移动。