基于AUTOCAD的管道3维建模系统

基于AUTOCAD的管道3维建模系统

摘要

本文介绍一个基于AUTOCAD的管道3维建模系统。该系统采用AUTOCAD的VBA开发工具，开发一系列实用的宏，在AUTOCAD的环境下实现3维的管道建模。目前已全面完成了管系、通风（螺旋风管、方风管）以及管支架的3维建模程序和生产设计报表程序的开发。该系统通过测试，并在46000吨多用途船上全面使用，取得良好的效果。该系统操作界面友好、操作简便，由于基于AUTOCAD，因此非常容易上手，有着广阔的应用前景。

关键词：管道三维建模

1．概述

三维建模是计算机辅助设计的重要手段，它的先进性在相当程度上代表了一个计算机辅助设计系统软件的水平。因此，我们对从前开发的造船设计软件有了大规模升级换代的想法，在这个思想基础上，我们决定开发船舶建造三维设计系统（SB3DS）。该系统的开发目标是为船厂的船舶建造提供一套完整的符合当代先进的船舶建造模式以及采用计算机三维技术的辅助设计和生产制造软件。为此，系统应该包括壳舾涂的全部内容。为了提高开发进度，降低用户系统费用，并保持系统的先进性、可靠性和商品化程度，我们决定在微机上采用AUTOCAD系统和Office2000系统作为开发平台。目前，我们已经完成了管系和通风系统的软件设计，并在一条46000吨化学品船上全面使用，深受设计人员的欢迎，取得了成功。2．系统功能

系统主要包括三维建模、绘图、统计计算、数据管理等四大功能。

三维建模功能包括设备、管路、螺旋风管、方风管、管支架的布置和建模。在建模的过程中，系统能自动地即时进行工艺性干涉检查和数据处理，以保证零件的可加工性。也可以进行三维的碰撞检查。

绘图功能可以出各种形式的安装图和零件制作图。

统计计算功能完成各类计算统计报表，系统提供了标准的样式，由于采用了数据库，用户也可以方便地制作自定义的报表。

数据管理功能管理原理图、设备、标准件、工艺、建模、材料等等所有的数据，以满足系统和设计的要求。

3．系统结构

系统分为三个子系统：管系、螺旋风管、方风管。每个子系统的结构大致相同。我们在这里只分析管系子系统。

系统分三大模块，第一数据库系统，第二建模系统，第三数据处理系统。

3．1数据库系统

数据库系统由三个数据库组成。第一个是管路标准数据库，第二个是管路布置数据库，第三个是管路材料统计数据库。管路标准数据库存放系统使用的管系设计标准数据，它包括附件、连接件、弯管机、定型弯、校管方式、管路系统参数、流体介质、附件表、管路表、支架标准、管卡形式、支架材料、表面处理、端部形式、工艺参数、参数设置、工程、用户等数据表；管路布置数据库存放三维建模的管路布置数据；管路材料统计数据库存放预估的材料表和经零件计算后产生的材料统计数据。

3．2建模系统

建模系统是运行在AUTOCAD系统下的模块。在打开建模系统后，系统打开一个以下的菜单工具条：

图1

工具条分为三个子部分。左边的是通用功能，中间的是管路建模功能，右边的是管支架布置功能。

通用功能有六个子功能。第一，工程设置，把一个工程项目和当前的图纸空间连起来。第二，装入实体，把同一工程项目下的其他系统或其他工作区域的三维实体装入到当前的图纸空间中。第三，数据库管理，对标准数据库的数据表进行输入、修改等操作。第四，坐标测量，测量图纸中典型的船舶坐标系的坐标值。第五，尺寸标注，标注管路的名、管径、坐标等信息。第六，移动对象，把图纸中的设备等对象移动到指定的位置。

管路建模功能有十六个子功能。它们包括了创建管路、插入附件和连接件、修改管路、移动附件和连接件、删除管路、除去附件和连接件、管子零件编号、生成剖面图等实用的建模操作，能方便迅速地完成三维管路布置和修改。

管支架布置功能有支架布置、支架复制和修改三个子功能。支架形式覆盖了工厂常用的基本类型。用户可以直观地选择要布置的支架形式，如图2所示：

图2

3．3数据处理系统

数据处理系统是系统的绘图和报表输出模块。它不仅能提供常用的输出形式，也通过设置来输出用户所需的样式，有能力的用户还可以通过VBA等工具直接从数据库中提取数据为自己所用。

4．应用和展望

我们在一条46000吨化学品船上全面使用，从机舱到烟囱，包括甲板和舱室。在船体结构的背景下，全面进行管系、通风、支架的布置。其使用效果，不亚于进口软件。在操作性

能上，设计人员认为超过进口软件。图3、4是一个应用的例子。

通过实际应用取得的成功，坚定了我们的开发路线。我们还完成了电装生产设计系统和快速船体背景系统，我们将继续开发铁舾装的功能，尽早完成船舶建造三维设计系统（SB3DS）的全面开发，为造船行业提供一个价廉物美的先进的软件，并更好地服务于设计部门和船厂。

图3

图4