基于SolidWorks的烟机设备3D数字化模型集成平台

刘太冉　孙连江　陈家远　王信　赵浩东

摘 要：以济南卷烟厂制丝车间主机设备为研究对象，对主机设备进行测绘和三维建模，在集成开发环境Visual Studio 2015中，基于三维机械CAD软件SolidWorks 2012平台，运用C#语言和SolidWorks中的API程序接口，开发烟机设备3D数字化模型集成平台。该平台将制丝车间的3D模型、设备信息、教学视频等资源进行统一整合，便于系统化的管理，并且可以为后续的数字化车间提供良好的平台支持。

关键词：烟机设备;集成平台;SolidWorks;C#;二次开发;CAD

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.100

随着大数据时代的到来，“数字化车间”越来越受到企业的关注，济南卷烟厂制丝车间紧紧抓住时代脉搏，组织相关人员对车间主机设备进行3D建模，通过精密的测量，掌握了大量的关于设备的一手资料。包括梗线、二氧化碳膨胀线、8000制叶线等生产线。但是这些3D模型缺少一个统一的平台，基于此，项目组研究决定开发一个统一的3D可视化平台。

1 开发平台和方法

设计系统基于SolidWorks 2012三维造型软件，在Visual studio 2015编程环境下，运用C#语言，通过SolidWorks中的API函数功能进行开发。C#是由Microsoft的Anders Hejlsberg设计的一种现代化的面向对象程序设计语言[1]。它继承了C和C++强大功能，同时去除了一些它们的复杂特性。SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维机械CAD系统，提供了强大的零件建模、装配建模、铂金建模、二维制图等设计功能，并提供了自由、开放、功能完整的API开发工具接口[2]。参考SolidWorks二次开发的方法，采用编程法对集成平台进行开发[3]。通过对3D模型零件信息进行遍历、预览，同时运用数据库技术，实现集成平台的功能扩展。

2 集成平台体系结构

对集成平台进行需求分析，主要包括以下几个需求：实现3D模型的打开功能，可以将3D模型加入数据库，并生成设备列表，显示各零部件的层次关系;读取数据库中模型信息，并可实现模型预览，进行缩放和旋转;实现对零件、设备信息的录入、编辑、修改等;可以将教学视频、设备信息等资源进行集成。对需求进行功能分析，平台主要实现三方面的功能，分别是3D模型导入功能、数据库的信息管理、附加功能。附加功能主要包括显示零部件的层次关系、三维模型的预览以及在SolidWorks中打开模型。因此，设计系统包括3个功能模块，分别信息导入模块、数据库信息管理模块和附加功能模块。

3 集成平台设计和实例

3.1 人机界面设计

根据功能分析，对人机界面进行设计，如图1所示，左侧为功能按钮，主要包括：从文件中打开、加入数据库、读取设备列表、读出设备信息、删除设备信息、更新设备信息、SolidWorks中打开、查看设备简介以及推出按钮。中间为基本信息显示模块，分为上下两部分，上側主要显示3D模型的层次结构，下侧主要显示模型的存储路径、零部件数量等基本信息。右侧为模型预览模块，主要实现3D模型的预览功能，通过鼠标可以实现模型的缩放及旋转。

3.2 集成平台使用实例

结合实例，对各功能模块进行详细介绍。通过“从文件中打开”按钮，可以实现对3D模型的打开，选八千加料机总装配，打开后，即可在基本信息栏里，显示装配体的层次结构，显示设备的零部件组成，同时，在右侧的预览窗口，可以对响应的零部件进行预览及缩放。如果需要将模型加入数据库，通过“加入数据库”按钮，即可实现数据的导入。通过“读取设备列表”按钮，数据库中所有3D模型的下拉列表即可出现，根据需求即可对相应的设备进行操作，如图1所示。

如果要查看或者编辑设备信息，通过“查看设备简介”按钮，即可实现信息的查看和编辑功能。可以对设备信息进行实时的修改，根据需要可以添加操作说明、设备原理等设备信息，这样就为单机档案的建立奠定了一定的基础。

4 结论

基于烟机设备3D数字化模型集成平台的开发，可以将3D模型、设备信息等资源进行统一整合，便于系统化的管理，并且可以为后续的数字化车间提供良好的平台支持。下一步，可以结合车间的备件管理工作，对平台的功能进行扩展和完善，建立整机档案，提高设备的保障能力。

参考文献：

[1]Charles Petzold.C# Windows程序设计[M].北京：北京大学出版社，2002：2.

[2]腾龙科技.SoldWorks 2010三维设计及制图[M].北京：清华大学出版社，2011：1-3.

[3]SolidWorks.SolidWorks高级教程：二次开发与API 2007[M].北京：机械工业出版社，2009：1-12.

作者简介：刘太冉（1988-），男，山东巨野人，硕士研究生，研究方向：机械设计。