范 青

（江西廣播電視大學(xué) 江西 南昌 330046）

一種多功能門窗專家系統(tǒng)二次開發(fā)的研究

范 青

（江西廣播電視大學(xué) 江西 南昌 330046）

本文對一種多功能門窗專家系統(tǒng)進(jìn)行了研究，通過對三維CAD軟件進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計(jì)了一套多功能門窗專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)能針對不同開窗尺寸進(jìn)行選擇門窗結(jié)構(gòu)，精確計(jì)算主材輔材用料，并生成三維CAD模型，對模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示，以檢驗(yàn)門窗干涉情況。省去了用料計(jì)算環(huán)節(jié)并提高了精確度，大大減少材料的浪費(fèi)。

門窗設(shè)計(jì)；CAD；二次開發(fā)

門窗設(shè)計(jì)是現(xiàn)代家裝中至關(guān)重要的組成部分，成功的門窗設(shè)計(jì)為溫馨家裝增色添彩，同時(shí)也是安心居家的保證。當(dāng)前家裝行業(yè)門窗設(shè)計(jì)過于單調(diào)，設(shè)計(jì)造型單一，門窗生產(chǎn)前期下料計(jì)算復(fù)雜，且計(jì)算尺寸不夠精確，常出現(xiàn)下料不準(zhǔn)，用料浪費(fèi)，以及門窗安裝不能嚴(yán)絲合縫等困擾業(yè)主及門窗生產(chǎn)從業(yè)者的難題。

以SolidWorks 2006為開發(fā)平臺，研發(fā)多功能型材門窗CAD系統(tǒng)。將SolidWorks二次開發(fā)技術(shù)運(yùn)用于門窗的三維造型建模中來，通過使用Visual Basic數(shù)據(jù)庫技術(shù)對門窗設(shè)計(jì)進(jìn)行下料計(jì)算和優(yōu)化，利用SolidWorks提供的二次開發(fā)接口技術(shù)，調(diào)用門窗型材特征進(jìn)行的特征建模和參數(shù)化建模，對門窗型材進(jìn)行繪制建立模型，然后通過SolidWorks的自動(dòng)化裝配技術(shù)把型材構(gòu)建成為用戶指定的門窗窗型。從而基本實(shí)現(xiàn)多功能型材門窗CAD系統(tǒng)的功能。

1 門窗三維建模原理

1.1 建模原理

利用SolidWorks提供的二次開發(fā)接口技術(shù)，調(diào)用門窗型材特征進(jìn)行的特征建模和參數(shù)化建模，對門窗型材進(jìn)行繪制建立模型，然后通過SolidWorks的自動(dòng)化裝配技術(shù)把型材構(gòu)建成為用戶指定的門窗窗型。

1.2 SolidWorks二次開發(fā)接口

SolidWorks的API接口分為兩種：一種是基于OLE自動(dòng)化技術(shù):另一種開發(fā)方式是基于Windows基礎(chǔ)的COM(Component Object Model，組件對象模型)技術(shù)。

SolidWorks提供面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境，所有的函數(shù)都是有關(guān)對象的方法和屬性，其主要的API對象涵蓋了全部SolidWorks數(shù)據(jù)模型。

2 系統(tǒng)總體與實(shí)現(xiàn)

2.1 多功能門窗系統(tǒng)流程

多功能門窗系統(tǒng)流程如圖1所示：

圖 1 多功能門窗系統(tǒng)功能流程圖

2.2 多功能門窗系統(tǒng)功能模塊

2.2.1 用戶選型模塊

該模塊使用樹形列表把多功能門窗的三大分類 （開啟方式、有無上亮窗、軌道形式）進(jìn)行組合，門窗類型有十幾種之多，因此，為滿足用戶的選型需求，我們建立了以樹形列表的選擇菜單，在此特別添加了相應(yīng)窗型圖像，以滿足用戶該窗型具體構(gòu)造。

2.2.2 參數(shù)輸入模塊

該模塊實(shí)現(xiàn)用戶對門窗的基本尺寸進(jìn)行設(shè)定，即：門窗高 A（mm）、門窗寬 B（mm）、開窗高 H（mm），開窗頁數(shù)m（頁），上亮窗頁數(shù)（頁）等主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。并將參數(shù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)表中備用。

2.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算模塊

該模塊由用戶輸入?yún)?shù)，按照用戶對門窗選型對應(yīng)的門窗構(gòu)件（型材、輔材、玻璃等）進(jìn)行下料計(jì)算，并進(jìn)行初步材料成本分析和估算。計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)表中備用。

2.2.4 模型生成與裝配模塊

啟動(dòng)SolidWorks程序，調(diào)用門窗各型材截面圖，進(jìn)行構(gòu)建型材模型，并對其進(jìn)行加工。把所有型材模型存放于內(nèi)存中，使用SolidWorks自動(dòng)裝配技術(shù)進(jìn)行裝配。裝配成功后可以對門窗進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，干涉檢查等操作，若符合用戶要求，即可對模型和數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和輸出,以便滿足生產(chǎn)需要。

1)型材建模

系統(tǒng)調(diào)用由Auto CAD軟件繪制的主要型材截面，對型材截面進(jìn)行特征操作逐一生成型材模型。

圖 3 實(shí)體裝配模塊

2)裝配造型

實(shí)體裝配模塊建立零件路徑，程序按用戶選定門窗窗型由SolidWorks調(diào)用事先準(zhǔn)備好的門窗裝配體，通過使用SolidWorks API替換零件功能，能使零件保持在相同約束下替換原裝配體上同一構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)零件的更新。從而實(shí)現(xiàn)零件的實(shí)體裝配功能。

3 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行

3.1 運(yùn)行多功能門窗CAD系統(tǒng)

系統(tǒng)主界面上圖片即是本多功能門窗的應(yīng)用現(xiàn)場門窗關(guān)閉的狀態(tài)，本界面包含含有三個(gè)按鈕分別為：1）進(jìn)入系統(tǒng)；2）退出系統(tǒng)；3）作者簡介。

3.2 用戶選型界面

用戶選型界面包含了：1.用戶選型模塊，可供選擇的多功能門窗構(gòu)建窗型的組合形式；2.基本參數(shù)模塊，門窗基本參數(shù)的輸入，門窗高H，門窗寬B，折疊頁數(shù)m上亮頁數(shù)n以及原材料價(jià)格等等相關(guān)原始數(shù)據(jù)；3.型材下料的清單計(jì)算等模塊。依據(jù)原始數(shù)據(jù)和窗型，計(jì)算門窗型材下料，輔材用料，以及玻璃用料等計(jì)算，并初步估算型材玻璃生產(chǎn)成本。

3.3 門窗建模

進(jìn)入門窗建模界面門窗建模，首先利用型材建模按鈕調(diào)用門窗系統(tǒng)內(nèi)部保存好的型材截面，生成和加工型材模型，因?yàn)樗行筒亩际羌磿r(shí)生成的，這些型材零件即在系統(tǒng)內(nèi)存中保存，因而可以用窗體建模按鈕直接調(diào)用進(jìn)行智能裝配。

1）進(jìn)入三維建模界面。

2）點(diǎn)擊型材建模按鈕，系統(tǒng)調(diào)用由Auto CAD軟件繪制的主要型材截面逐一生成型材模型。

3）點(diǎn)擊窗體建模按鈕，系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)存中主要型材進(jìn)行簡單的近似裝配。

4 結(jié)論

多功能型材門窗專家系統(tǒng)成功把設(shè)計(jì)人員從對不同類型的門窗進(jìn)行重復(fù)設(shè)計(jì)與計(jì)算的繁瑣工作中解脫出來，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期延長、增加產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本、降低企業(yè)競爭力。實(shí)踐證明，三維CAD技術(shù)對加速產(chǎn)品開發(fā)、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本起著關(guān)鍵作用，是支持企業(yè)增強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高市場競爭力的強(qiáng)有力手段。為滿足專利使用以及推廣的需求，通過利用SolidWorks提供的二次開發(fā)接口技術(shù)，開發(fā)基于SolidWorks的三維多功能型材門窗CAD系統(tǒng)。

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責(zé)任編輯：劉石玉校

對：里 仁

TU228

A

1008-3537（2012）02-0071-02

2012-03-05

范青，女，江西廣播電視大學(xué)工程職業(yè)學(xué)院教師，研究方向：數(shù)控技術(shù)。