電梯零部件參數化設計系統的開發*

殷 勤，張 書，潘 斌

（中山職業技術學院，廣東中山 528404）

電梯零部件參數化設計系統的開發*

殷 勤，張 書，潘 斌

（中山職業技術學院，廣東中山 528404）

針對電梯不同合同項目機械部件配置多，整梯裝配體龐大的特點，進行電梯零部件的設計系統平臺的研究，論述了電梯三維參數化零件庫的系統體系結構和構建的步驟，開發了三維的電梯零部件產品參數化模型庫，實現了電梯零部件虛擬設計，為電梯新梯型的開發提供了先進的技術手段，縮短了新產品研制開發的周期。

電梯零部件；參數化設計；設計系統

0 引言

電梯具有單個機械零部件結構設計簡單，依據不同合同項目部件配置多，整梯裝配體龐大的特點，大多電梯企業通過引進三維設計系統來增強企業的產品設計開發能力，然而系統是通用的輔助設計軟件，而非針對電梯行業的專業軟件，并且協同設計性不強。通過對系統進行專業化的二次開發，把通用的系統轉化為具有電梯專業特色的系統，開發專業電梯零部件參數化設計系統，才能真正滿足電梯企業用系統的目的，縮短產品研制周期，提高產品設計質量和企業的經濟效益[1-4]。

電梯零部件參數化設計系統將三維模型直接做成通用件庫、標準件圖形庫，采用配置功能、系列零件設計表、和數據庫技術等方法實現整個電梯同類零件產品的系列化設計。將不同廠商的電梯零部件產品集成到這個平臺上，既能直接調用三維模型，又可快速查找同類型的其他廠家品牌的同類產品，實現快速的選型配置。

1 電梯零部件參數化設計系統的功能

電梯零部件參數化設計系統總體結構分為系統管理、設計計算及選型系統、三維零部件參數化設計系統、數據庫管理和設計輔助工具等組成部分。電梯零部件參數化設計系統主要結構如圖1所示。

電梯零部件參數化設計系統向用戶提供電梯零部件的三維設計模型和裝配模型，實現系列零件的三維參數化設計，對電梯整梯三維實體裝配模型進行干涉分析，對電梯整梯設計方案進行校核驗算，進而分析和檢驗電梯零部件設計的準確性與合理性，以方便修改和完善產品設計，節省試驗費用，縮短開發設計周期。該系統主要由三大功能部分組成，第一部分是電梯零部件參數化設計系統，根據用戶輸入的零部件尺寸參數，系統自動構建符合要求的三維模型，實現產品的三維顯示和虛擬裝配；第二部分是電梯零部件設計計算系統，它能實現電梯主要技術參數的選型驗算，以提供設計計算的效率和準確性；第三部分是輔助系統，提供電梯零部件選型與配置所需的產品電子樣本和CAD圖輸出工具。

圖1 電梯零部件參數化設計系統的功能組成

2 系統開發步驟

電梯零部件參數化設計系統的開發，首先需要收集和整理電梯零部件生產企業的各種型號的電梯產品數據，利用三維軟件構建主流型號的電梯零部件三維模型；其次對三維設計軟件進行二次開發，同時將三維軟件及模型集成到設計系統之中，根據電梯整梯設計需要可以從系統中的部件庫內直接調入相關部件，并將其裝配到即將研發的新型電梯中，實現電梯樣梯的三維顯示和虛擬裝配；最后根據典型電梯通用零部件的特征構建參數化的三維建模系統，編寫界面及代碼，最終將數據庫、三維模型、軟件界面及其他各知識模塊進行系統集成。

開發時利用CAD軟件制作3D模型，并將模型構建成電梯產品三維模型庫，以方便用戶直接調用[5]。為主流電梯配件廠家建立各型號的機房部件、井道部件、轎廂部件、廳層站部件、電梯井道和標準零件庫，將零部件3D模型導入系統，通過系統將模型集成到電梯零部件設計平臺。在CAD軟件中使用三維模型，可以在裝配環境中設計新零件，利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷，避免了單獨設計零件可能導致的裝配失敗；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部的裝配結構進行裝配干涉檢查；可檢驗間距是否達到國家標準要求，及時對設計進行更改，避免了產品在安裝時才發現需要修改甚至報廢。設計人員根據整梯設計需要可從部件庫中調入相關部件裝配到研發的新梯中，實現了樣梯的三維顯示和虛擬裝配，進行部件及電梯井道空間的干涉檢測，為樣梯的生產制造提供最精確的尺寸，從而避免設計人員花費大量時間在繪圖的尺寸計算上，提高設計速度和效率，降低研發成本和勞動強度。

圖2 電梯零部件參數化設計系統結構圖

在進行系統集成時，CAD軟件可直接調用通過VB編譯的可執行程序，采用ADO的方式讀取數據庫中零部件的性能和尺寸參數等信息，用VB通過調用CAD軟件的API函數繪制各零件的模型及裝配模型，再調用數據庫中的數據對模型進行尺寸參數化驅動，使圖形的圖素相互聯動，最終在CAD軟件中生成所需要的零件。并利用Visual Basic在計算機上實現電梯零部件參數化設計系統各功能模塊的系統集成，大包生成可執行程序文件供用戶隨時隨地使用。電梯零部件參數化設計系統的結構如圖2所示。

應用數據庫技術建立產品樣本庫，通過產品樣本的查詢獲得所需的重要尺寸、性能、型號等信息。電梯零部件產品樣本將提供這種產品的生產與流通信息，諸如企業概況、企業聯系方式、在本行業中的地位、技術實力、商品開發水平和產品銷售能力等，都可以從產品樣本中獲得。產品樣本能從性能、用途、特征、參數、型號、品種等多方面來描述某一產品，因此能反映較詳盡的科技信息。另外產品樣本所描述的產品是科技開發與工程設計的最終成果，所以其信息成熟可靠，生產應用性強，產品樣本中提供的產品圖片外觀，提供的3維模型圖是電梯新產品開發中重要的技術參考。由于產品存在著競爭，產品樣本同時也是企業宣傳產品的重要手段之一，擴展產品樣本上的各種信息，如產品的專利申請及獲得情況、產品所達到的標準等級、產品的商標、產品獲獎情況、產品的銷售地域等，因而產品樣本也是獲取專利、標準、商標等情報的重要信息源。

3 結束語

本文將參數化設計技術應用到電梯零部件的設計，論述了電梯零部件參數化設計系統的功能、結構及開發過程的關鍵技術。該系統能迅速構建電梯零部件的三維實體模型，并將常用零配件參數化以方便工程師依據項目調用替換。實踐證明，采用此思路開發的設計系統能有效實現CAD系統的三維參數化設計及裝配仿真，為新產品研制提供了先進的技術手段，具有較好的工程意義。

［1］殷勤，賀德明，肖偉平.基于SolidWorks的電梯安全部件機構運動動畫的制作［J］.機電工程技術，2010（07）：85-86.

［2］殷勤，張書，潘斌.Solidworks在電梯零部件設計中的應用［J］.機械工程師，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］.機電工程技術，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的礱谷機零部件CAD/CAM系統研究［J］.河南工業大學學報，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。研究領域：電梯機械結構分析及數值計算。已發表論文12篇。

(編輯：向 飛)

*廣東省中山市科技計劃項目（編號：20123A357）

2014－02－27