三维模型的生成方法、装置、存储介质及电子设备与流程

1.本发明涉及计算机程序的具体应用技术领域，特别是涉及三维模型的生成方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.在新的市场形势下，产品的生产需要不断满足客户差异化的定制化需求，大规模定制的生产模式应运而生。在这种生产模式下，设计师需要对产品进行模块化设计以减少重复设计，使新产品具备快速上市的能力。模块化设计通过零部件的拓扑结构标准化及尺寸参数化构建模块化的产品体系。然而，在现有技术条件下，应用三维涉及软件绘制产品图纸时，由于产品的零件繁杂，因此，不同的产品图纸中，即使有涉及类型相同的零件，也需要根据与其装配的零件进行重复绘制，工作量较大。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种三维模型的生成方法、装置、存储介质及电子设备，其采用参数驱动的设计，用于实现模型参数的快速修改，从而快速生成满足客户需求的配置产品，从而更加适于实用。
4.为了达到上述第一个目的，本发明提供的三维模型的生成方法的技术方案如下：
5.本发明提供的三维模型的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单；
7.根据所述待生成模型的三维设计图纸和所述待生成模型的物料清单，通过分析，得到所述零件模型之间的装配关系；
8.根据所述零件模型之间的装配关系，配置各所述零件模型的参数，得到用于装配的参数精确的各所述零件模型；
9.根据所述待生成模型的三维设计图纸，将所述用于转配的参数精确的各所述零件模型按照所述零件模型之间的装配关系进行装配，得到所述待生成模型。
10.本发明提供的三维模型的生成方法还可采用以下技术措施进一步实现。
11.作为优选，所述获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单的步骤过程中，三维设计软件选自包括solid works、solid edge、ug、proe、inventor、catia中的一种。
12.作为优选，所述获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单的步骤过程中，
13.所述待生成模型的零件模型的参数属性包括选自尺寸数值、尺寸数值单位、尺寸数值取值范围、描述公式中的一种或者多种，其中，
14.所述描述公式涉及各所述零件模型之间的关联关系，使得当对其中一所述零件模型的参数进行修改后，其他与之相关联的零件模型的关联参数也随之修改。
15.作为优选，所述根据所述待生成模型的三维设计图纸和所述待生成模型的物料清单，通过分析，得到所述零件模型之间的装配关系的步骤过程中，还包括：
16.针对各所述零件模型根据与其他零件模型之间的依赖关系，获取各所述零件模型参数的优先级的步骤，其中，
17.对于单个零件模型而言，输入型参数的优先级最高，受自身参数驱动的参数的优先级次之，受其他零件的参数驱动的参数的优先级最低；
18.对于总装或部件中的零件模型而言，不受任何其它的零部模型的参数驱动的零件模型优先级最高，受其它零件模型的参数驱动的零件模型优先级次之。
19.作为优选，所述描述公式包括带括号四则运算、求和、最大值、最小值、取整、开平方、四舍五入、条件判断、字符串连接或合并函数中的一种或者多种。
20.作为优选，所述根据所述待生成模型的三维设计图纸，将所述用于转配的参数精确的各所述零件模型按照所述零件模型之间的装配关系进行装配，得到所述待生成模型具体包括以下步骤：
21.获取三维软件产品数据库中三维模型对象绑定的图纸文件；
22.通过三维软件的外接程序，将各所述零件模型的参数回写到所述待生成模型的三维设计图纸上，得到所述待生成模型。
23.作为优选，所述根据所述零件模型之间的装配关系，配置各所述零件模型的参数，得到用于装配的参数精确的各所述零件模型的步骤过程中，所述用于装配的参数精确的各所述零件模型还根据所述零件模型之间的装配关系满足公差配合与技术测量要求。
24.为了达到上述第二个目的，本发明提供的三维模型的生成装置的技术方案如下：
25.本发明提供的三维模型的生成装置包括：
26.数据获取模块，用于获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单；
27.装配关系获取模块，用于根据所述待生成模型的三维设计图纸和所述待生成模型的物料清单，通过分析，得到所述零件模型之间的装配关系；
28.零件模型调整模块，用于根据所述零件模型之间的装配关系，配置各所述零件模型的参数，得到用于装配的参数精确的各所述零件模型；
29.模型生成模块，用于根据所述待生成模型的三维设计图纸，将所述用于转配的参数精确的各所述零件模型按照所述零件模型之间的装配关系进行装配，得到所述待生成模型。
30.为了达到上述第三个目的，本发明提供的计算机可读存储介质的技术方案如下：
31.本发明提供的计算机可读存储介质上存储有三维模型的生成程序，所述三维模型的生成程序在被处理器执行时，实现本发明提供的三维模型的生成方法的步骤。
32.为了达到上述第四个目的，本发明提供的计算机可读存储介质的技术方案如下：
33.本发明提供的电子设备包括存储器和处理器，所述存储器上存储有三维模型的生成程序，所述三维模型的生成程序在被所述处理器执行时，实现本发明提供的三维模型的生成方法的步骤。
34.本发明实施例提供的三维模型的生成方法、装置、存储介质和电子设备为零部件模型配置基于产品物料清单结构生成的自定义参数公式，以此来驱动整体产品模型的自动
生成与迭代。该系统充分考虑了零部件模型的参数特征和零部件之间的装配关系，驱动生成的模型参数具有较高的准确性；并且在物料清单结构和驱动关系不改变的前提下，通过该系统可以实现产品的快速迭代并生成图纸文件，大大提升了设计师的工作效率。
附图说明
35.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
36.图1为本发明实施例提供的三维模型的生成方法步骤流程图；
37.图2为本发明实施例提供的三维模型的生成方法涉及的待生成模型的物料清单结构示意图；
38.图3为本发明实施例提供的三维模型的生成方法涉及的待生成模型中的参数对象及参数驱动关系示意图；
39.图4为本发明实施例提供的三维模型的生成装置中各功能模块之间的信号流向关系示意图；
40.图5为本发明实施例提供的硬件运行环境的三维模型的生成设备结构示意图；
41.图6为本发明实施例提供的一幅基于solidworks软件绘制的组合沥水篮的立体结构示意图。
具体实施方式
42.本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种三维模型的生成方法、装置、存储介质及电子设备，其采用参数驱动的设计，用于实现模型参数的快速修改，从而快速生成满足客户需求的配置产品，从而更加适于实用。
43.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的三维模型的生成方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
44.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，具体的理解为：可以同时包含有a与b，可以单独存在a，也可以单独存在b，能够具备上述三种任一种情况。
45.术语解释
46.参数化设计：用几何约束、工程方程与关系来说明产品模型的形状特征，从而达到设计一簇在形状或功能上具有相似性的设计方案。
47.参数化驱动：实质是变型参数在整个产品模型中的传递，最终反映到某些零部件的变型上。而零部件的变型包括特征变型、装配关系变型、相同零部件配置数目变化和零部件的选配等。
48.大规模定制：(mass customization，简称mc)在标准技术、现代设计方法、信息技术和先进制造技术的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的低成本、高质量和效
率提供定制产品和服务的生产方式。
49.bom：物料清单(bill of material，简称bom)，采用计算机辅助企业生产管理，首先要使计算机能够读出企业所制造的产品构成和所有要涉及的物料，为了便于计算机识别，必须把用图示表达的产品结构转化成某种数据格式，这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单，即是bom。它是定义产品结构的技术文件，因此，它又称为产品结构表或产品结构树。
50.零件：零件是组成产品和参加装配的最基本单元，大部分零件都是预先组成了组件或部件后再进入更高阶的装配单元。
51.组件：若干个零件的组合。
52.部件：一个基准件和若干个组件、零件装配在一起形成的独立单元。
53.总装：一个具有复杂机构的设备。
54.三维模型的生成方法
55.参见附图1-附图3，本发明实施例提供的三维模型的生成方法包括以下步骤：
56.获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单；具体而言，以附图6为例进行说明，该组合沥水篮包括外篮1、内篮3及刨刀4三个零件，此时，就需要分别获取外篮1、内篮3、刨刀4三个零件模型，待生成模型的三维设计图纸，该图纸可以是草图或者照片等不那么精确的三维设计图纸，此外，还需要获取待生成模型的物料清单，以该组合沥水篮为例，进行说明，其中，外篮1通过设置在其外壁上的第一对连接耳2、设置在内篮外壁上的第二对连接耳5实现装配，为了保证该内篮2与外篮1在发生相对运动时，内篮3相对于外篮1旋转并收到外篮1的约束，在该第二对连接耳5的外侧还设置有一对限位销轴8，该刨刀4通过设置在两侧的第三对连接耳6与该第二对连接耳5相适配，则在该组合沥水篮的结构中，物料清单就包括外篮1、内篮3、刨刀4、第一对连接耳2、第二对连接耳5、第三对连接耳6、销轴8。
57.根据待生成模型的三维设计图纸和待生成模型的物料清单，通过分析，得到零件模型之间的装配关系；具体而言，还是以附图6的组合沥水篮为例，装配关系包括，内篮3通过其篮口边沿搭设于外篮1的篮口边沿；第一对连接耳2外凸，第二对连接耳5外凸，并且，第一对连接耳2、第二对连接耳5的形状、尺寸相适配，并且，第一对连接耳2上设有限位槽7，第二对连接耳上设有限位销轴8，内篮3与外篮1通过该第一对连接耳2、第二对连接耳5、限位槽7，以及限位销轴8装配并约束。
58.根据零件模型之间的装配关系，配置各零件模型的参数，得到用于装配的参数精确的各零件模型；具体而言，以附图6所示的组合沥水篮而言，外篮1本身与第一对连接耳2之间对比例关系本身是可以根据用户的需求而改变的，但为了使得内篮3与外篮1之间的适配，就需要第二对连接耳5受到第一对连接耳的约束，因此，可以根据不同的用户需求直接通过公式描述，实现一改全改，而无需重新绘制全部的零件之后再适配。
59.根据待生成模型的三维设计图纸，将用于转配的参数精确的各零件模型按照零件模型之间的装配关系进行装配，得到待生成模型。具体而言，在现有技术中，如果用户需求的组合沥水篮的尺寸比例并不是每个部位都是等比例缩放，而是个别部位缩放，通常需要针对每个零件进行重新绘制并完成装配，工作量巨大，然而，在本实施例中，由于对组合沥水篮各零件之间需要适配的关键位置进行公式描述即可通过函数约束或者尺寸约束等实
现一改全改，工作量明显减小，工作效率明显提高。
60.本发明实施例提供的三维模型的生成方法为零部件模型配置基于产品物料清单结构生成的自定义参数公式，以此来驱动整体产品模型的自动生成与迭代。该系统充分考虑了零部件模型的参数特征和零部件之间的装配关系，驱动生成的模型参数具有较高的准确性；并且在物料清单结构和驱动关系不改变的前提下，通过该系统可以实现产品的快速迭代并生成图纸文件，大大提升了设计师的工作效率。
61.其中，获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单的步骤过程中，三维设计软件选自包括solid works、solid edge、ug、proe、inventor、catia中的一种。
62.其中，获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单的步骤过程中，待生成模型的零件模型的参数属性包括选自尺寸数值、尺寸数值单位、尺寸数值取值范围、描述公式中的一种或者多种，其中，描述公式涉及各零件模型之间的关联关系，使得当对其中一零件模型的参数进行修改后，其他与之相关联的零件模型的关联参数也随之修改。具体而言，参见附图2和附图3的产品物料清单结构示例中，基于图片所示的驱动关系：部件模型m的参数m3受组件模型x的参数x1和组件模型y的参数y1驱动，组件模型x的参数x1受零件模型a的参数a3、零件模型b的参数b1和零件模型c的参数c1驱动，零件模型a的参数a3受自身的参数a2驱动，因此在调整参数a2的数值时，会驱动零件模型a、组件模型x、部件模型m的参数作出相应的改变，从而实现整体产品的模型参数变化。具体而言，以附图6所示的组合沥水篮为例，为了使得限位销轴8能够在限位槽7的限位下实现相对运动，就需要内篮1、外篮3、第一对连接耳2、第二对连接耳5、限位槽7、限位销轴8之间具有特定的约束关系，例如，外篮1的篮口直径与内篮3的篮口直径之间具有公式关系，此时，一旦修改了外篮1的篮口直径或者内篮3的篮口直径之一，另一个就会基于公式而自动做出尺寸更改。
63.其中，根据待生成模型的三维设计图纸和待生成模型的物料清单，通过分析，得到零件模型之间的装配关系的步骤过程中，还包括：
64.针对各零件模型根据与其他零件模型之间的依赖关系，获取各零件模型参数的优先级的步骤，其中，对于单个零件模型而言，输入型参数的优先级最高，受自身参数驱动的参数的优先级次之，受其他零件的参数驱动的参数的优先级最低；对于总装或部件中的零件模型而言，不受任何其它的零部模型的参数驱动的零件模型优先级最高，受其它零件模型的参数驱动的零件模型优先级次之。具体而言，在附图6所示的组合沥水篮中，外篮1的尺寸参数为输入型参数，其优先级最高，可以根据设定直接得到。而内篮3则受到外篮1的输入尺寸的约束而必然满足公式要求，才能实现内篮3与外篮1之间的适配，尤其是限位销轴8与限位槽7之间的公式关系约束作用更强，一旦该限位销轴8与该限位槽7突破公式限制，将有可能导致内篮3与外篮1之间适配困难或者无法实现预定目的，即内篮3无法相对于外篮1相对转动。
65.其中，描述公式包括带括号四则运算、求和、最大值、最小值、取整、开平方、四舍五入、条件判断、字符串连接或合并函数中的一种或者多种。
66.其中，根据待生成模型的三维设计图纸，将用于转配的参数精确的各零件模型按照零件模型之间的装配关系进行装配，得到待生成模型具体包括以下步骤：
67.获取三维软件产品数据库中三维模型对象绑定的图纸文件；
68.通过三维软件的外接程序，将各零件模型的参数回写到待生成模型的三维设计图纸上，得到待生成模型。
69.其中，根据零件模型之间的装配关系，配置各零件模型的参数，得到用于装配的参数精确的各零件模型的步骤过程中，用于装配的参数精确的各零件模型还根据零件模型之间的装配关系满足公差配合与技术测量要求。具体而言，一般情况下，零件模型之间为了能够满足互换性或者装配性能，在装配的位置都设置有一定的公差，因此，在得到待生成模型时，也应当考虑到公差配合与技术测量要求，才能使得所得模型更加能够适应现场的要求。
70.三维模型的生成装置
71.参见附图4，本发明实施例提供的三维模型的生成装置包括：
72.数据获取模块，用于获取待生成模型的零件模型、待生成模型的三维设计图纸，以及，待生成模型的物料清单；具体而言，以附图6为例进行说明，该组合沥水篮包括外篮1、内篮3及刨刀4三个零件，此时，就需要分别获取外篮1、内篮3、刨刀4三个零件模型，待生成模型的三维设计图纸，该图纸可以是草图或者照片等不那么精确的三维设计图纸，此外，还需要获取待生成模型的物料清单，以该组合沥水篮为例，进行说明，其中，外篮1通过设置在其外壁上的第一对连接耳2、设置在内篮外壁上的第二对连接耳5实现装配，为了保证该内篮2与外篮1在发生相对运动时，内篮3相对于外篮1旋转并收到外篮1的约束，在该第二对连接耳5的外侧还设置有一对限位销轴8，该刨刀4通过设置在两侧的第三对连接耳6与该第二对连接耳5相适配，则在该组合沥水篮的结构中，物料清单就包括外篮1、内篮3、刨刀4、第一对连接耳2、第二对连接耳5、第三对连接耳6、销轴8。
73.装配关系获取模块，用于根据待生成模型的三维设计图纸和待生成模型的物料清单，通过分析，得到零件模型之间的装配关系；具体而言，还是以附图6的组合沥水篮为例，装配关系包括，内篮3通过其篮口边沿搭设于外篮1的篮口边沿；第一对连接耳2外凸，第二对连接耳5外凸，并且，第一对连接耳2、第二对连接耳5的形状、尺寸相适配，并且，第一对连接耳2上设有限位槽7，第二对连接耳上设有限位销轴8，内篮3与外篮1通过该第一对连接耳2、第二对连接耳5、限位槽7，以及限位销轴8装配并约束。
74.零件模型调整模块，用于根据零件模型之间的装配关系，配置各零件模型的参数，得到用于装配的参数精确的各零件模型；具体而言，以附图6所示的组合沥水篮而言，外篮1本身与第一对连接耳2之间对比例关系本身是可以根据用户的需求而改变的，但为了使得内篮3与外篮1之间的适配，就需要第二对连接耳5受到第一对连接耳的约束，因此，可以根据不同的用户需求直接通过公式描述，实现一改全改，而无需重新绘制全部的零件之后再适配。
75.模型生成模块，用于根据待生成模型的三维设计图纸，将用于转配的参数精确的各零件模型按照零件模型之间的装配关系进行装配，得到待生成模型。具体而言，在现有技术中，如果用户需求的组合沥水篮的尺寸比例并不是每个部位都是等比例缩放，而是个别部位缩放，通常需要针对每个零件进行重新绘制并完成装配，工作量巨大，然而，在本实施例中，由于对组合沥水篮各零件之间需要适配的关键位置进行公式描述即可通过函数约束或者尺寸约束等实现一改全改，工作量明显减小，工作效率明显提高。
76.本发明实施例提供的三维模型的生成装置为零部件模型配置基于产品物料清单
结构生成的自定义参数公式，以此来驱动整体产品模型的自动生成与迭代。该系统充分考虑了零部件模型的参数特征和零部件之间的装配关系，驱动生成的模型参数具有较高的准确性；并且在物料清单结构和驱动关系不改变的前提下，通过该系统可以实现产品的快速迭代并生成图纸文件，大大提升了设计师的工作效率。
77.计算机可读存储介质
78.本发明实施例提供的计算机可读存储介质上存储有三维模型的生成程序，三维模型的生成程序在被处理器执行时，实现本发明提供的三维模型的生成方法的步骤。
79.本发明实施例提供的计算机可读存储介质为零部件模型配置基于产品物料清单结构生成的自定义参数公式，以此来驱动整体产品模型的自动生成与迭代。该系统充分考虑了零部件模型的参数特征和零部件之间的装配关系，驱动生成的模型参数具有较高的准确性；并且在物料清单结构和驱动关系不改变的前提下，通过该系统可以实现产品的快速迭代并生成图纸文件，大大提升了设计师的工作效率。
80.计算机可读存储介质
81.本发明实施例提供的电子设备包括存储器和处理器，存储器上存储有三维模型的生成程序，三维模型的生成程序在被处理器执行时，实现本发明提供的三维模型的生成方法的步骤。
82.本发明实施例提供的电子设备为零部件模型配置基于产品物料清单结构生成的自定义参数公式，以此来驱动整体产品模型的自动生成与迭代。该系统充分考虑了零部件模型的参数特征和零部件之间的装配关系，驱动生成的模型参数具有较高的准确性；并且在物料清单结构和驱动关系不改变的前提下，通过该系统可以实现产品的快速迭代并生成图纸文件，大大提升了设计师的工作效率。
83.参照图5，图5为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的三维模型的生成设备结构示意图。
84.如图5所示，该三维模型的生成设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(central processing unit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(random access memory，ram)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
85.本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对三维模型的生成设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
86.如图5所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及三维模型的生成程序。
87.在图5所示的三维模型的生成设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明三维模型的生成设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在三维模型的生成设备中，三维模型的生成设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的三维模型的生成程序，并执行本发明实施例提供的三维
模型的生成方法。
88.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
89.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。