[发明专利]一种钣金雕塑型面钢架的智能设计系统及设计方法

说明书

本发明公开了一种钣金雕塑型面钢架的智能设计系统，以CAD设计平台为基础，首先基于钣金雕塑的型面曲面，按照型面钢架布置规则，建立设计基准面，使用设计基准面与型面曲面相交获得型面钢架设计特征曲线，对型面钢架特征曲线进行处理，得到特征曲线主曲线，采用插值法将特征曲线转化为多段线，采用曲线偏置方法完成型面钢架的界面设计，采用拉伸建模的方法完成型面钢架实体模型设计；根据型面钢架布置规则，进行型面钢架配合槽的截面图形设计，完成配合槽切除设计，采用虚拟装配的方法进行干涉检查，检查未完成配合槽切除的位置，完成干涉部位处理，最终完成型面钢架设计，能够有效的提高设计速度，大大减轻设计者的设计工作量。

技术领域

本发明涉及一种钣金雕塑型面钢架的智能设计系统以及设计方法技术，属于智能化、自动化技术领域。

背景技术

钣金雕塑建筑总体上可以认为是由三部分组成，第一部分是复杂型面，就是人们看到的雕塑的精美外观；第二部分是复杂型面附着的型面钢架，这一部分既起着造型功能，又有型面曲面加强肋板的作用；第三部分为承重钢架，是雕塑的主要承力部件。在钣金雕塑的设计工作中，型面钢架的设计最为复杂，为了能够保证型面钢架正确配合，以及型面钢架与雕塑型面和承重主结构的安装，型面钢架上需要设计不同规格的槽孔结构，这些结构数量往往很大，因此型面钢架的设计是工作量最大的部分。

目前大型钣金雕塑型面钢架的传统设计方式有很大的局限性，完全依赖设计者进行绘图操作，这种设计方式工作效率低，要占用大量的人力资源，设计速度依赖设计人员的熟练程度，而且设计过程中容易出错，严重制约了生产效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种钣金雕塑型面钢架的智能化、自动化的设计系统和设计方法方法，设计速度快，工作效率高。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明所涉及的一种钣金雕塑型面钢架的智能设计系统，包括CAD支撑平台、型面曲面分层分块模块，型面相交线设计与处理模块、型面钢架建模设计模块，型面钢架切槽设计模块、型面钢架自动装配模块、型面钢架干涉检查模块、型面钢架装配环境裁剪模块、工程图输出模块，其中：

所述设计系统通过CAD支撑平台，通过型面曲面分层分块模块，型面相交线设计与处理模块、型面钢架建模设计模块、型面钢架自动装配模块、型面钢架干涉检查模块、型面钢架装配环境裁剪模块、工程图输出模块完成钣金雕塑型面钢架的设计、装配、检查与工程图输出；

所述型面自动分层分块模块利用型面相交线设计与处理模块得到型面特征位置数据，通过曲面裁剪的方式自动完成钣金雕塑型面曲面的分层分块设计；

所述型面相交线设计与处理模块完成型面曲面与设计基准面相交线的设计，并通过广度优先遍历算法完成相交线的处理，得到型面相交线的主曲线，采用插值法将曲线转化成为多段线；

所述型面钢架建模设计模块利用多段线偏置完成型面钢架界面图形设计，并采用拉伸建模的方式完成型面钢架实体模型设计，对实体模型进行分析，完成型面钢架接头偏差修正，以此为基础，通过对数学模型的计算获得型面钢架槽空的位置信息和形状信息，完成槽孔的截面图形设计并完成切除设计；

所述型面钢架自动装配模块将完成设计的型面钢架在三维环境中完成虚拟装配工作；

所述型面钢架干涉检查模块在型面钢架装配环境中对型面钢架进行干涉检查，自动检查出未能完配合切槽设计的位置，并输出检查结果；

所述型面钢架装配环境裁剪模块完成装配环境下型面钢架的修改设计工作，可以在装配环境下通过简单的草图设计即可完成型面钢架的各种槽孔的裁剪设计工作；

所述工程图输出模块以型面钢架切槽设计模块的结果为基础，完成型面钢架的二维加工工程图设计，并完成批量导出。