浅谈零件数据模型库管理系统的设计与实现

(同煤集团建材有限公司， 山西 大同 037003)

1 零件数据模型库系统设计的功能需求

零件数据模型库的设计主要应考虑使用者当前的和将来的需求。要在满足用户的当前需要基础上，具备一定的可扩展性，可以方便的进行功能扩展，而满足用户要求。同时对这种系统的性能进行分析，为系统设计提供支持。

2 零件数据模型库的体系结构及其模块功能

在设计过程中，由于手工建模繁琐、重复、效率低，因而在设计过程中主要是通过选择参数进行尺寸驱动而获得目标模型，系统的体系结构如下图1。

图1 零件数据模型库体系结构

这种模型库是基于CAD系统而建立的，其可以总体上划分为建库工具、零件图形库和控制单元等几部分。按功能划分模块，确定出各部分的功能。

在模型库建设过程中用到了建库工具，通过这种工具将相应的模板文件、族表等工具建立起来，然后入库。

零件图形库可对各类型的标准件和模板文件进行一定的保存处理，也可以通过其进行调用处理。

模板文件可以看做为一个三维实体文档，在其中应该进行各种定义，主要如给出相应零件的形体，确定出对应变量和相关性。用户可以通手动模式建立模板文件，而相应的图形库可以根据用户的需求进行断扩充，对设计资料进行存储，也可以进行一定的修改操作。

零件数据库中存放了各种零件的参数，利用可以为用户的操作提供便利，在应用过程中需要确定数据的组织方式，数据格式有很多种，其中常用的如，二进制格式、文本格式等。

数据组织方式和数据的存储于管理方式有关，应该满足一定的扩展性要求，这种库以数据为核心。

调用模块主要是对相关零件图形库中的文件夹进行调用，而满足用户的要求。，可以根据需要从数据库中调用的结构参数实例，然后进行一定的转换而得到所需要的模型。用户在应用过程中，可以通过该模块调用各种标准件的，同时也可以进行相应的管理操作。用户还可以通过此模块添加各种类型的标准件，而对其中的非标准件则可以根据用户的需求而自行添加，可以为用户提供便利。而用户可以通过相关的接口进行二次开发。

3 零件数据模型库自助式建库和维护功能模块设计

3.1 自助式建库的功能设计

这种系统的主要功能之一就是进行相关数据库的建立和维护。本零件数据模型库系统的主要用户之一为中小企业。而这类企业生产的产品有很多种，且表现出一定的差异性，可通过数据模型库建立零件事物特性表，然后就可以对各类型的零件进行高效管理，这些工作只有各自企业的专家才能完成。因而系统在运行过程中应该控制零件数据模型库的功能可靠实现。同时具有完整和可靠的资源，且子啊具体的应用过程中可以对这些资源进行更新，而满足一定的扩展性要求。为了实现这种零件数掘模型库的应用目标，就应该提供用户自助服务，比如一些和用户密切相关的工作可以安排给用户自己来完成，这样有利于更好的满足用户要求，也有利于丰富模型库的内容，且可以为维护模型的正确性提供支持。这种应用模式也可以有效的降低零件数据模型库的运行成本，为系统的管理和维护提供便利。

这种系统是面向零件族的，而在运行过程中，用户可以自己建立企业的零件族、且进行一定的设置操作，然后向库中依据一定的规则而添加零件资源。

3.2 自助式维护功能设计

自助式维护功能主要有：

(1)零用还可以提供其方便的进行零件族的修改。这种族类相关的事物特性表存在一定的相关性，而在操作过程中存在子族的零件族是无法删除，因而就应该通过零件库进行这类处理。

(2)根据相关的要求热批量的导入零件族、事物特性表。在系统的应用过程中，相应的企业零件族大部分是固定的，可以不必进行修改，而对比也可以发现其创建比较繁琐，管理和维护的难度也较大，一般只有企业的专家才能完成。因而就很有必要进行自动化设置。而在操作工作中，用户可以一次完成的零件族和事物特性表，适当的进行保运之后，既可以根据需要进行自动导入功能，而提高操作效率。一次性恢复相关数据，而在应用过程中，也可以通过导出功能进行备份。企业用户在应用过程中可通过这种自动导入导出功能，导进行一定的数据管理和维护，或者建立其相关的Schema文档。而零件族的删除、也属于维护操作的一部分。

3.3 零部件3D扫描建模

三维扫描技术的出现，给工业零部件检测带来很大方便。它可在不对扫描工件造成磨损破坏的前提下提供可靠、真实的三维数据信息；可将得到的三维数据与三维图纸进行比对，快速准确地获取工件各个位置的偏差，从而基于比对结果给出修正方案；对于扫描死角少，复杂的曲面，同轴度，圆柱度等用传统方法难以获取检测的数据，也都可以轻而易举地获取；同时，快捷的扫描也可以提高检测的效率，减少时间和人力成本。

根据零部件特点、用户精度要求及后续需求等实际情况，制定出以手持三维扫描仪、测量臂等为主要设备的扫描方案，结合后期专业软件处理方式，数字化采集该工业零配件并创建具有相关结构特征的精确3D模型。通过扫描，获取到该零部件表面完整的三维点云数据信息，包括产品特征、纹理等，以及使用专业软件将点云数据处理转化为可用的数字化结果。整个样品的数据采集工作在几分钟内即完成。通过处理得到的高质量数字化模型可为用户在产品设计、工程分析、快速原型设计、制造和施工应用等方面提供极大的便利和帮助。

零件数据模型库的应用是缩短产品设计开发周期、提高产品质量、降低产品成本的重要手段，是大规模定制生产成功实施的重要支持工具之一。

[1]丁志强. 基于 Web的参数化跨平台零件库系统研究与设计[D].同济大学,2006.

[2]王瑜涛. 基于 web的零件库资源共享技术的研究[D].南京航空航天大学,2002.