基于Web的计算机辅助设计系统的研究

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。