研究参数化驱动环境下的三维模型共享系统

　　企业需要在全球范围内选择联盟伙伴来组织产品的生产和开发，尤其是通过有效的零部件供应渠道，依靠整个供应链的信息集成实现企业内外零部件资源的共享和重用。

　　ASP(Application Service Provider)的网络化内容服务的目的是为网络化制造提供一个统一的中介服务平台，在远程用户、服务中心和协同制造企业之间搭建一个各种资源相互共享的服务平台，最终实现网络化设计与制造系统的资源共享，达到异地用户之间各种资源的使用，从而缩短产品研制周期、提高产品设计效率，降低成本。

　　在产品的设计制作的全生命周期过程中，技术资源是其中一项重要的制造业资源。基于ASP的技术资源主要是指从设计、制造或不同领域中发展出来的专门的方法、技术和经验等，包括专门的知识产品、各种设计标准件、零件库，以及各种专利、发明和解决方案等。标准件和通用件大部分是系列化的，为零部件三维模型的参数化驱动提供了方便，于是出现了各种各样采用参数化驱动模型的方法为用户提供标准件和通用件的三维零部件库。但是这些三维零部件库大部分是单机软件(如四川大学的机床夹具三维标准件图库)，直接提供给用户所有标准件和通用件三维模型，其可扩展性难，不能实现实时更新和共享，不能灵活的的满足用户的需求。近些年，在国外也出现了一些为用户提供标准件和通用件三维模型的服务平台，例如3D Content Central、CADENA和Web2cad等;国内也有一些，例如工业品采购网、三维资源在线等。但是，在国内目前这方面的技术还不是很成熟，有些需要用户手动输入参数，如工业品采购服务平台等，或者是实现的技术难度大、工作量大等问题。根据这种现状，本文提出了一种比较简单、实用而且易于实现的在ASP门户网上，通过中间文件实现系列化零件三维模型参数化驱动的共享服务。

　　1 系列零件三维模型共享服务的业务流程

　　系列产品三维模型参数化驱动及共享的平台工作流程如图1所示：

　　图1 系列产品三维模型共享的业务流程

　　基本的过程为：注册用户通过登录互联网，进入到ASP公共服务平台，然后通过搜索引擎或者零件分类结构树查找到所属分类，找到所需零件，进入该零部件下载页面，用户可以看到该零件的相关信息，如该零件的名称、规格、参数以及供应商和零件的报价等。如果该零件满足用户的需求，可以选择用户所需的零件的系列参数，下载相应的基准零部件三维模型零件(三维哑图模型)和中间数据文件保存到指定的文件目录下，实现该零件的参数化驱动。

　　2 系列化零件三维模型共享平台实现框架

　　系列零件三维模型参数化驱动及共享的主要思路是：在ASP网络化服务平台上实现系列化产品的共享，通过从ASP服务平台下载的中间数据文件实现系列零件的参数化驱动。平台结构框架如图2所示：

　　图2 系列化零件三维模型共享平台框架

　　(1)数据层：企业信息数据库主要是存储主机企业和供应商企业的相关企业信息;基准零件三维模型库是存储所有系列零件哑的三维模型;中间文件库是存储所有系列零件所对应的中间文件，如excel表或exp等数据文件。

　　(2)业务层：提供该平台在业务逻辑上的实现，具有零件信息发布、管理和搜索，企业信息发布、零件图片、系列参数的实时浏览等功能。

　　(3)网页页面层：该层是向用户展示信息或提供各种应用服务入口。

　　(4)用户层：为不同的用户提供其所需的相关服务。

　　3 系列零件三维模型共享实现的关键技术

　　3.1 零件三维模型的参数化驱动

　　本文采用中间数据文件来驱动三维零件模型，实现系列零件三维模型的驱动。中间数据文件是指三维软件自身所提供的一种文件，可以存储三维基准零部件模型的驱动变量所需的数据，其中数据是与所建立的基准零件三维模型所需驱动的尺寸变量一一对应。

　　现在的大部分三维软件都是基于特征的建模技术，所以只要能够改变其特征参数的值，即可对三维模型进行参数驱动而改名其尺寸大小。

　　通过中间数据文件实现零件三维模型的参数化驱动的具体实现为：建立三维基准零部件模型，设置所需要驱动的变量并将该变量分配给模型;然后创建一个含有这些变量的外部中间数据文件如excel、exp等将中间数据文件导入到当前三维环境中，这个中间数据文件就可以用来改变当前基准零部件模型中所引用的尺寸，驱动成为用户所需的尺寸大小，实现该三维基准零部件的参数化驱动。

　　通过中间数据文件对零部件进行参数化驱动与所说的参数驱动不同。以往的参数化驱动都是在原有三维软件基础上进行了二次开发，通过三维软件所提供的API接口函数编写程序来绘制三维哑图模型，设置需要驱动的参数变量，然后将变量的值存入数据库中，用户打开零件时，数据库中的值就赋给相应的变量而实现零部件的参数化驱动。这种方法做起来困难大、工作量多、文件所占硬盘空间也比较大。如果将所有开发的标准件与通用件的单机软件提供给用户，其中有许多零件用户基本上不用，无形中浪费了不少的硬盘空间。采用中间数据文件来参数驱动零部件，一个零件的所有系列参数的中间数据文件只有几十个Kb，那将会大大减少硬盘的占有空间。

　　3.2 系列零件三维模型共享的接口实现

　　通过对三维软件的二次开发形成，实现零部件的分类管理、零部件三维基准零件模型的导入和中间数据文件对三维基准零件模型的参数化驱动。

　　在每个三维软件环境下进行二次开发的流程大部分是相同的，不同之处在于所用的API函数的格式不同和开发环境不同。本系统对三维软件进行简单的二次开发，完成预定功能。开发流程模板如图3所示：

　　图3 开发流程模板

　　4 实例

　　在SolidWorks三维环境下，以excel表为中间数据文件、机床夹具零件中定位件分类中的普通V型块三维零件模型为例，说明实现系列化产品三维模型参数化驱动及共享服务系统的基本过程。

　　根据以上理论，建立网络化的可系列化产品三维模型参数化驱动及共享服务系统平台， 在该平台上用户可以根据自己的需求进行参数配置，同时也可以查找零部件的相关其他参数。在平台上提供3D模型图和完整的参数查看，方便用户直接使用，不需要再去查找相应的手册，提高设计效率。用户配置文件完成即可下载SLDPRT格式的零部件三维基准模型和EXCEL格式的中间数据文件。SolidWorks打开即可实现参数驱动三维模型为所需模型。

　　5 结论

　　本文提出了一种参数化驱动三维基准模型生成所需三维模型的新方法：建立中间文件，以此驱动三维基准模型，得到所需尺寸的零件三维模型。并且以ASP服务模式为各种用户提供三维基准模型和中间文件下载，实现了网络共享，为不同用户提供方便。同时，本文也提出了实现这种方法的开发流程模版。根据这个流程，开发了SolidWorks的中间文件驱动三维模型系统。