基于Inventor的皮带运输机参数化建模系统的研究与开发

论文摘要

三维CAD技术在可视化设计、装配设计、设计分析、加工仿真等方面有着二维平面设计无法比拟的优越性,是提高设计质量的重要手段。然而大部分三维CAD软件都是通用设计软件,缺乏针对具体企业的设计开发方案,不能更有效地提高企业的开发设计效率。在这种情况下,以商品化的CAD软件为开发平台进行二次开发,使那些国外软件工具适合我国机械生产的设计要求,已经成为国内推广和使用CAD软件所面临的一个重要课题。美国Autodesk公司的Inventor是一个优秀的机械CAD/CAE/CAM一体化软件。它基于完全的实体复合造型、特征建模、装配建模技术,能设计出复杂的产品模型。此外,它还具有良好的开放性,可进行不同层次的二次开发,快速、高效地实现用户的特殊要求。本文基于Inventor三维CAD平台,针对某设计院电厂皮带运输机结构复杂,设计要求高,设计工作量大,已形成系列化等特点,开发出专用的皮带运输机三维参数化建模系统。论文的主要工作包括:首先,研究了三维造型软件Inventor的基础理论:实体造型理论、特征技术、参数化技术,为系统的开发奠定了理论基础。其次,在研究了皮带运输机设计选型的一般过程,总体设计及零部件设计等相关内容的基础上,运用软件工程方法,提出了皮带运输机三维参数化建模系统的总体设计方案。再次,根据Inventor API及帮助文档,对Inventor的二次开发方法进行了深入研究,并比较了VBA、Add-In、独立的EXE、Apprentice Server等主要二次开发方法的优缺点和应用范围,最终确定了以Add-In插件的形式建立系统。接着,探索了利用Visual C++进行Inventor二次开发的方法,如程序和Inventor连接、尺寸驱动的方法、数据库选择及编程、系统入口设计等内容最后,本文应用以上研究成果,在Inventor环境下开发了一套皮带运输机三维参数化建模系统,该系统具有友好的用户界面,操作简单、实用。实践证明,该系统大大提高了皮带运输机设计的效率,减轻了设计人员的工作量,具有很高的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 CAD 技术发展和研究概况
• 1.1.1 CAD 技术发展和研究现状
• 1.1.2 通用CAD 软件存在的问题和解决的方法
• 1.2 CAD 软件二次开发简介
• 1.2.1 CAD 软件二次开发的概念及主要内容
• 1.2.2 CAD 软件二次开发在机械产品快速设计中的应用
• 1.2.3 CAD 软件二次开发中所涉及的技术
• 1.2.4 国内外CAD 软件二次开发的研究现状
• 1.2.5 CAD 软件二次开发技术的发展趋势
• 1.3 课题来源、研究内容及意义
• 1.3.1 课题来源及意义
• 1.3.2 论文的主要研究内容和结构安排
• 1.4 本章小结
• 2 零部件的三维参数化特征建模技术
• 2.1 实体造型理论
• 2.1.1 早期的几何造型技术
• 2.1.2 实体造型概述及其造型方法
• 2.2 参数化技术
• 2.3 特征造型技术
• 2.3.1 特征的定义和分类
• 2.3.2 特征造型技术概述
• 2.3.3 Inventor 三维实体造型特征
• 2.3.4 参数化特征造型技术
• 2.4 基于 Inventor 的三维参数化特征建模
• 2.4.1 Autodesk Inventor 建模的优点
• 2.4.2 皮带运输机零部件模型的建立过程和方法
• 2.4.3 皮带运输机零部件建模过程中的注意事项
• 2.5 本章小结
• 3 Inventor 二次开发关键技术研究
• 3.1 组件对象技术（COM）
• 3.1.1 COM 组件对象与接口
• 3.1.2 COM 对象的实现
• 3.1.3 COM 的开发工具——ATL 简介
• 3.2 Inventor API
• 3.2.1 Inventor API 的逻辑关系
• 3.2.2 VBA
• 3.2.3 插件（Add-In）
• 3.2.4 独立的EXE （Standalone EXE）
• 3.2.5 学徒服务器（Apprentice Server）
• 3.2.6 Inventor API 的对象层次结构
• 3.3 用 Visual C++开发 Inventor 插件
• 3.4 本章小结
• 4 皮带运输机参数化系统总体设计
• 4.1 皮带运输机简介
• 4.2 系统设计的原则
• 4.3 系统模块划分
• 4.4 系统的总体构架
• 4.5 系统的总体设计方案
• 4.6 本章小结
• 5 皮带运输机参数化系统的开发与实现
• 5.1 Inventor 和插件进行通信
• 5.2 建立模板库
• 5.3 建立系统数据库
• 5.3.1 数据库选择
• 5.3.2 皮带运输机数据库设计
• 5.3.3 皮带运输机零部件的数据库访问技术
• 5.4 模板模型的参数化数据驱动
• 5.5 系统入口按钮设计
• 5.5.1 工具栏按钮设计
• 5.5.2 菜单栏按钮设计
• 5.6 系统实现和运行
• 5.7 系统特点
• 5.8 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 进一步研究与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录