電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)*

殷 勤，張 書，潘 斌

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山 528404）

電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)*

殷 勤，張 書，潘 斌

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山 528404）

針對電梯不同合同項(xiàng)目機(jī)械部件配置多，整梯裝配體龐大的特點(diǎn)，進(jìn)行電梯零部件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺的研究，論述了電梯三維參數(shù)化零件庫的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和構(gòu)建的步驟，開發(fā)了三維的電梯零部件產(chǎn)品參數(shù)化模型庫，實(shí)現(xiàn)了電梯零部件虛擬設(shè)計(jì)，為電梯新梯型的開發(fā)提供了先進(jìn)的技術(shù)手段，縮短了新產(chǎn)品研制開發(fā)的周期。

電梯零部件；參數(shù)化設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)系統(tǒng)

0 引言

電梯具有單個(gè)機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，依據(jù)不同合同項(xiàng)目部件配置多，整梯裝配體龐大的特點(diǎn)，大多電梯企業(yè)通過引進(jìn)三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)來增強(qiáng)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力，然而系統(tǒng)是通用的輔助設(shè)計(jì)軟件，而非針對電梯行業(yè)的專業(yè)軟件，并且協(xié)同設(shè)計(jì)性不強(qiáng)。通過對系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)化的二次開發(fā)，把通用的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為具有電梯專業(yè)特色的系統(tǒng)，開發(fā)專業(yè)電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，才能真正滿足電梯企業(yè)用系統(tǒng)的目的，縮短產(chǎn)品研制周期，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1-4]。

電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)將三維模型直接做成通用件庫、標(biāo)準(zhǔn)件圖形庫，采用配置功能、系列零件設(shè)計(jì)表、和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等方法實(shí)現(xiàn)整個(gè)電梯同類零件產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)。將不同廠商的電梯零部件產(chǎn)品集成到這個(gè)平臺上，既能直接調(diào)用三維模型，又可快速查找同類型的其他廠家品牌的同類產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)快速的選型配置。

1 電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能

電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為系統(tǒng)管理、設(shè)計(jì)計(jì)算及選型系統(tǒng)、三維零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理和設(shè)計(jì)輔助工具等組成部分。電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。

電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)向用戶提供電梯零部件的三維設(shè)計(jì)模型和裝配模型，實(shí)現(xiàn)系列零件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，對電梯整梯三維實(shí)體裝配模型進(jìn)行干涉分析，對電梯整梯設(shè)計(jì)方案進(jìn)行校核驗(yàn)算，進(jìn)而分析和檢驗(yàn)電梯零部件設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與合理性，以方便修改和完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)，節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，縮短開發(fā)設(shè)計(jì)周期。該系統(tǒng)主要由三大功能部分組成，第一部分是電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，根據(jù)用戶輸入的零部件尺寸參數(shù)，系統(tǒng)自動構(gòu)建符合要求的三維模型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維顯示和虛擬裝配；第二部分是電梯零部件設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)，它能實(shí)現(xiàn)電梯主要技術(shù)參數(shù)的選型驗(yàn)算，以提供設(shè)計(jì)計(jì)算的效率和準(zhǔn)確性；第三部分是輔助系統(tǒng)，提供電梯零部件選型與配置所需的產(chǎn)品電子樣本和CAD圖輸出工具。

圖1 電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能組成

2 系統(tǒng)開發(fā)步驟

電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)，首先需要收集和整理電梯零部件生產(chǎn)企業(yè)的各種型號的電梯產(chǎn)品數(shù)據(jù)，利用三維軟件構(gòu)建主流型號的電梯零部件三維模型；其次對三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行二次開發(fā)，同時(shí)將三維軟件及模型集成到設(shè)計(jì)系統(tǒng)之中，根據(jù)電梯整梯設(shè)計(jì)需要可以從系統(tǒng)中的部件庫內(nèi)直接調(diào)入相關(guān)部件，并將其裝配到即將研發(fā)的新型電梯中，實(shí)現(xiàn)電梯樣梯的三維顯示和虛擬裝配；最后根據(jù)典型電梯通用零部件的特征構(gòu)建參數(shù)化的三維建模系統(tǒng)，編寫界面及代碼，最終將數(shù)據(jù)庫、三維模型、軟件界面及其他各知識模塊進(jìn)行系統(tǒng)集成。

開發(fā)時(shí)利用CAD軟件制作3D模型，并將模型構(gòu)建成電梯產(chǎn)品三維模型庫，以方便用戶直接調(diào)用[5]。為主流電梯配件廠家建立各型號的機(jī)房部件、井道部件、轎廂部件、廳層站部件、電梯井道和標(biāo)準(zhǔn)零件庫，將零部件3D模型導(dǎo)入系統(tǒng)，通過系統(tǒng)將模型集成到電梯零部件設(shè)計(jì)平臺。在CAD軟件中使用三維模型，可以在裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件，利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計(jì)新零件，既方便又快捷，避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件可能導(dǎo)致的裝配失??；使用三維模型可以使零件裝配更加直觀，在裝配過程中清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配干涉檢查；可檢驗(yàn)間距是否達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，及時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，避免了產(chǎn)品在安裝時(shí)才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。設(shè)計(jì)人員根據(jù)整梯設(shè)計(jì)需要可從部件庫中調(diào)入相關(guān)部件裝配到研發(fā)的新梯中，實(shí)現(xiàn)了樣梯的三維顯示和虛擬裝配，進(jìn)行部件及電梯井道空間的干涉檢測，為樣梯的生產(chǎn)制造提供最精確的尺寸，從而避免設(shè)計(jì)人員花費(fèi)大量時(shí)間在繪圖的尺寸計(jì)算上，提高設(shè)計(jì)速度和效率，降低研發(fā)成本和勞動強(qiáng)度。

圖2 電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

在進(jìn)行系統(tǒng)集成時(shí)，CAD軟件可直接調(diào)用通過VB編譯的可執(zhí)行程序，采用ADO的方式讀取數(shù)據(jù)庫中零部件的性能和尺寸參數(shù)等信息，用VB通過調(diào)用CAD軟件的API函數(shù)繪制各零件的模型及裝配模型，再調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行尺寸參數(shù)化驅(qū)動，使圖形的圖素相互聯(lián)動，最終在CAD軟件中生成所需要的零件。并利用Visual Basic在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)各功能模塊的系統(tǒng)集成，大包生成可執(zhí)行程序文件供用戶隨時(shí)隨地使用。電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立產(chǎn)品樣本庫，通過產(chǎn)品樣本的查詢獲得所需的重要尺寸、性能、型號等信息。電梯零部件產(chǎn)品樣本將提供這種產(chǎn)品的生產(chǎn)與流通信息，諸如企業(yè)概況、企業(yè)聯(lián)系方式、在本行業(yè)中的地位、技術(shù)實(shí)力、商品開發(fā)水平和產(chǎn)品銷售能力等，都可以從產(chǎn)品樣本中獲得。產(chǎn)品樣本能從性能、用途、特征、參數(shù)、型號、品種等多方面來描述某一產(chǎn)品，因此能反映較詳盡的科技信息。另外產(chǎn)品樣本所描述的產(chǎn)品是科技開發(fā)與工程設(shè)計(jì)的最終成果，所以其信息成熟可靠，生產(chǎn)應(yīng)用性強(qiáng)，產(chǎn)品樣本中提供的產(chǎn)品圖片外觀，提供的3維模型圖是電梯新產(chǎn)品開發(fā)中重要的技術(shù)參考。由于產(chǎn)品存在著競爭，產(chǎn)品樣本同時(shí)也是企業(yè)宣傳產(chǎn)品的重要手段之一，擴(kuò)展產(chǎn)品樣本上的各種信息，如產(chǎn)品的專利申請及獲得情況、產(chǎn)品所達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)等級、產(chǎn)品的商標(biāo)、產(chǎn)品獲獎情況、產(chǎn)品的銷售地域等，因而產(chǎn)品樣本也是獲取專利、標(biāo)準(zhǔn)、商標(biāo)等情報(bào)的重要信息源。

3 結(jié)束語

本文將參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到電梯零部件的設(shè)計(jì)，論述了電梯零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)及開發(fā)過程的關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)能迅速構(gòu)建電梯零部件的三維實(shí)體模型，并將常用零配件參數(shù)化以方便工程師依據(jù)項(xiàng)目調(diào)用替換。實(shí)踐證明，采用此思路開發(fā)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)及裝配仿真，為新產(chǎn)品研制提供了先進(jìn)的技術(shù)手段，具有較好的工程意義。

［1］殷勤，賀德明，肖偉平.基于SolidWorks的電梯安全部件機(jī)構(gòu)運(yùn)動動畫的制作［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2010（07）：85-86.

［2］殷勤，張書，潘斌.Solidworks在電梯零部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.機(jī)械工程師，2008（12）：80-81.

［3］殷勤，賀德明，肖偉平.基于Solidworks的電梯安全部件效果圖的制作［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2012（02）：14-16.

［4］余琳，李晟.基于速度控制方式的電梯變頻控制策略研究［J］.機(jī)電工程，2012（8）：949-953.

［5］武照云，張海紅，阮競蘭，等.基于SolidWorks的礱谷機(jī)零部件CAD/CAM系統(tǒng)研究［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（04）：85-88.

The Development on Parametric Design System of Elevator Parts

YIN Qin，ZHANG Shu，PAN Bin
（Zhongshan Polytechnic，Zhongshan528404，China）

According to the elevator different contract project，the characterized is multi-configuration mechanical components and huge assembly.Studies on the elevator parts design platform.Discusses the construction and steps of system，developed a three-dimensional parametric model of the elevator parts products library.Achieved the unified collaborative of the elevator parts virtual design，provided a new advanced technology for the new elevator and.shorten the development cycle of the new product development.

elevator parts；parametric design；design system

TP391.72

A

1009－9492(2014)07－0061－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.018

殷 勤，男，1981年生，廣西柳州人，碩士研究生，講師。研究領(lǐng)域：電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)分析及數(shù)值計(jì)算。已發(fā)表論文12篇。

(編輯：向 飛)

*廣東省中山市科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號：20123A357）

2014－02－27