基于Web的计算机辅助设计系统的研究

2022-09-11

随着Internet的迅猛发展, 基于Web的信息发布和数据共享技术已经被广泛应用于各行各业, 网络化制造是全球制造业发展的趋势。建立一种既能共享信息又能相互协作的产品开发环境, 实现远程协同设计已成为现代产品设计方法研究的一个重要方面。

通过Web页面实现产品开发设计, 利用网络和计算机辅助设计工具, 实现跨空间, 跨平台的多点协同设计, 实现设计信息的共享, 提高产品开发质量、缩短产品开发周期、增加企业竞争力的信息技术。远程机械设计系统是制造业基础信息资源平台的重要组成部分, 这正是我们进行本项目研究的主要原因。

1 CAD的发展

计算机辅助设计 (Computer Aided Design, 简称CAD) 是工程技术人员已计算机系统为工具, 综合应用多学科专业知识进行产品设计、分析和优化等过程问题求解的先进数字处理技术, 是专家创新能力与计算机硬件功能有机结合的产物。[1]

CAD技术经历了二维平面图形设计, 交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。随着互联网的普及, 集成化、智能化、可视化、网络化或协同化成为CAD技术新的发展特点, 使CAD技术得以更广泛的应用, 发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。

其协同化的特点体现在, 网络技术是计算机技术与通讯技术相互渗透结合的产物。CAD系统只有通过网络互连起来, 才能达到资源共享和协调作用, 发挥更大的效益。CAD的公用信息、图形、编码、标准构件等都贮存在服务器的公用数据库中, 用户CA D工作站通过网络共享其中的数据, 进行各自的工作, 交换所需的中间处理值和最终结果。网络化为应用计算机的各部门实现信息共享、协同作业提供了物质基础条件。近年来, 计算机支持的协同设计环境的研究是CAD技术发展方向之一。多媒体技术、分布人工智能、面向对象和数据库的结合应用将为协同设计环境提供开发平台。网络CAD技术的发展中, Intemet/Intranet/Web技术将对CAD产生深远的影响, 有助于提高和改善设计的工作效率与质量, 充分体现群体的作用。这对提高生产力, 进而使协同工作成为可能, 使设计人员不受地理位置的限制就能进行方案讨论和产品设计。[2]

2 远程协同设计现状

近年来随着全球信息化和Internet/Intranet技术的迅猛发展, 使得传统机械制造业中的信息快速交互逐渐变为现实, 从而促进了网络技术与CAD技术的结合。两种技术的结合对于传统机械制造业的发展具有举足轻重的作用。齿轮的设计制造在机械制造业中具有非常重要的地位。因此, 实现机械设计制造技术的网络化、信息化、集成化对于机械制造业的信息化发展具有重要的作用。[3]

机械产品种类繁多、环境复杂, 知识依赖性强, 如果针对各产品独立地开发自己的各种应用, 重新构建系统的知识框架, 将会耗费大量的人力和物力, 延长系统的开发时间。因此, 利用网络工具和现代设计方法学的有关理论, 总结机械产品设计的共性特征, 构建一些通用的协同设计应用构件, 以此快速地生成自己的应用系统, 是远程协同设计应用系统构建的一种通用方法。[4]

Web技术在Internet中取得了举足轻重的作用, 在Web上实现一些特别功能也需要多种软件的协作开发。因而, 许多系统开发软件在Web开发中也发挥了极大的功效, 比如ActiveX控件就是很好的例子, 本文正是运用Visual Studio.net开发了ActiveX控件, 然后运用在Web上, 完成了在线功能。

3 系统解决方案

系统在对远程机构设计分析的基础上, 应用ASP.NET技术、ActiveX控件技术, 以美国微软公司Visual Studio.NET为开发工具, 研究与开发了基于Web的远程机构设计分析系统;论文研究了当前Web应用的主流开发技术——ASP.N ET, 分析其与ASP技术的联系与区别, 以及Web开发发展趋势;创建ASP.NET的Web应用程序项目, 实现了在页面中嵌入ActiveX控件;根据凸轮机构的推杆运动规律和设计原理, 分析了凸轮机构的设计流程;利用C O M、A ctiveX技术, 选择MFC作为开发工具, 使用Visual C++语言编制计算和绘图, 提出通过ActiveX控件实现动态绘图和参数化设计, 运用定时和绘图函数分别实现图形的绘制和动画, 实现网上图形动态浏览。系统解决方案如图1所示。

4 系统开发实例

本系统运用Visual Studio.net开发了ActiveX控件, 然后运用在Web上, 实现了凸轮机构设计分析。在文本框中输入参数以后, 根据凸轮设计的基本参数给出推杆位移运动线图和凸轮实际轮廓线。

5 结语

系统运用计算机辅助设计理论, 结合远程协同设计方式, 运用网络和计算机辅助设计工具, 通过Web页面实现机械产品开发设计, 实现跨空间, 跨平台的多点协同设计, 实现设计信息的共享, 提高产品开发质量、缩短产品开发周期、增加企业竞争力的信息技术。远程机械设计系统更是制造业基础信息资源平台的重要组成部分。在制造业及产品开发网络化的大背景下, 开发一个远程机械设计支持系统, 通过Web页面实现机械产品开发中涉及的大量共性基础信息的异地共享, 提高产品开发效率。凸轮机构远程设计系统, 将来要完善的方面还有很多, 如:建立三维可视环境;建立产品生产计划、产品计划、销售、库存、质量管理一整套远程设计系统, 等等。

摘要：分析了计算机辅助设计和远程协同设计在机械设计方面的发展和现状, 提出了基于WEB的凸轮机构的远程协同设计的系统解决方案并给出了设计实例, 实现了凸轮机构的参数化设计, 建立了一种既能共享信息又能相互协作的产品开发环境, 并指出系统完善方向。

关键词：Web,CAD,远程协同设计,凸轮