柜類家具數(shù)字化設(shè)計(jì)建模思維

王琛?于嘉浩?吳越?王希鈺

摘 要：建模思維是建模軟件應(yīng)用的關(guān)鍵，合理的建模思維可以讓建模過程更加快捷高效。柜類家具的建模在家具數(shù)字化設(shè)計(jì)中占有很大的比例，利用Topsolid軟件建立柜類家具模型可以提高建模效率。本文總結(jié)了Topsolid軟件設(shè)計(jì)柜類家具時(shí)的建模思維，以期為柜類家具數(shù)字化建模效率的提高提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：柜類家具;數(shù)字化;建模思維

TopSolid軟件是全3D的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，可以快速、精確地進(jìn)行模型參數(shù)控制，包括產(chǎn)品的復(fù)雜造型、所有的尺寸，并可以無限制地創(chuàng)建參數(shù)方案（參數(shù)包括：長度、面積、體積、質(zhì)量等）。通過參數(shù)化的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模式，可以快速修改設(shè)計(jì)，迅速響應(yīng)客戶訂單，輕松實(shí)現(xiàn)家具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模塊化與系列化。柜類家具的設(shè)計(jì)在家具數(shù)字化設(shè)計(jì)中占有很大比重。Topsolid軟件在柜類家具的建模中具有強(qiáng)大的優(yōu)勢，體現(xiàn)為簡單高效、系統(tǒng)化、靈活多樣的建模方式。相對于其他的建模軟件，Topsolid軟件有獨(dú)特的特色，由此產(chǎn)生柜類家具的建模思維，總結(jié)如下：

1 產(chǎn)品分析

開始繪圖之前，需要對繪制的產(chǎn)品進(jìn)行分析。首先分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，柜類家具的零部件主要包含側(cè)板、頂?shù)装濉⒈嘲?、門板、橫隔板、裝飾線條、踢腳線及五金連接件等;其次分析各部件的連接方式，如榫卯連接、五金件連接。

2 約束塊和驅(qū)動(dòng)塊的應(yīng)用

約束塊是快速生成柜類家具零件的命令，是設(shè)計(jì)柜類家具極為簡單便捷的工具。在柜類家具的建模過程中，約束塊通常是設(shè)定的一定透明度的矩形塊，其作用是確定后續(xù)建模中零部件的位置和大小。驅(qū)動(dòng)塊是一個(gè)被定義了各項(xiàng)參數(shù)的透明塊，驅(qū)動(dòng)的元素是數(shù)值，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)用組件時(shí)的自適應(yīng)匹配，與驅(qū)動(dòng)塊有關(guān)聯(lián)的零件都隨驅(qū)動(dòng)塊的變化而變化。

原則上，零部件都可以通過驅(qū)動(dòng)塊的建模方式進(jìn)行模型的建立，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，這種建模方式比較適用于全標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或者小非標(biāo)的板式柜類家具產(chǎn)品。相對于定制柜類家具，約束塊的建模方式更靈活，在調(diào)出裝配體時(shí)可以更快速地對產(chǎn)品擺放的位置進(jìn)行約束定位。而相對于裝配體中的零部件，例如橫隔板、層板、豎隔板及門板或其他零部件，產(chǎn)品內(nèi)部的零部件更適合使用驅(qū)動(dòng)塊的方式進(jìn)行建模。

3 零部件建模方式的劃分

零部件建模方式的劃分，體現(xiàn)為約束塊和驅(qū)動(dòng)塊的選擇。柜類家具建模的第一步，是對外框的定位和外框的大小進(jìn)行確定。外框由于是限定模型的大小和位置，通過約束塊建立，并在建立好的約束塊中直接建立側(cè)板、頂?shù)装?、背板、橫隔板、豎隔板、門板、裝飾線條及內(nèi)部零部件和組件屬于柜體內(nèi)部的零部件，柜體內(nèi)就是屬于有約束面的，在這種情況下，使用驅(qū)動(dòng)塊創(chuàng)建橫隔板就比較適用。

4 設(shè)計(jì)工具和木工工具的應(yīng)用

Topsolid軟件有Design和Wood兩個(gè)模塊。TopSolid Wood除了具有TopSolid Design模塊的全部功能外，還定做了木工專業(yè)工具包括了鋸切、仿形銑、榫頭榫眼、鉆組、封邊貼皮、自動(dòng)組裝螺釘、榫釘、燕尾榫等多種標(biāo)準(zhǔn)部件，以及槽型結(jié)構(gòu)、半邊槽、鋸、凸榫等多種類型鉆孔，并模塊化裝配層壓板鑲邊、層壓板、多層板等結(jié)構(gòu)。因此，在Design中建立的實(shí)體模型，可以增加Wood里的特色功能，快速建立模型的結(jié)構(gòu)。例如，對背板開槽，可以快速選擇Wood模塊里的開槽特征，編輯特征參數(shù)，完成特征建模。Wood模塊作為一個(gè)單獨(dú)的存在，是Topsolid軟件獨(dú)有的特色，是其區(qū)別于其他三維設(shè)計(jì)軟件而立足于家具行業(yè)的核心，使木工工程師更加輕松準(zhǔn)確地完成設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

5 保存標(biāo)準(zhǔn)模板

Topsolid軟件中，對于設(shè)計(jì)好的組件，需要將其保存成標(biāo)準(zhǔn)模板，即產(chǎn)品組件庫。在電腦的任意盤里建立一個(gè)文件夾，取名為“柜子”，將此文件夾添加到自定義組件庫里面，方便后期重復(fù)調(diào)用。組件庫建立的好壞直接關(guān)乎后期建模效率的高低，是柜類家具數(shù)字化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。因此，對于經(jīng)常調(diào)用的組件，在進(jìn)行常規(guī)零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，賦予其定位規(guī)則和參數(shù)驅(qū)動(dòng)，保存到組件庫中，使設(shè)計(jì)開發(fā)過程更加高效。

6 結(jié)語

TopSolid是一款強(qiáng)大的造型軟件，模擬和生產(chǎn)CAD/CAM解決方案，以其簡單高效、系統(tǒng)化、靈活多樣的建模方式，在柜類家具的建模中體現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢。本文總結(jié)了Topsolid軟件設(shè)計(jì)柜類家具時(shí)的建模思維，使柜類家具建模過程更加快捷高效，以期為柜類家具數(shù)字化建模效率的提高提供一些幫助。

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作者簡介：王琛，男，南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)工程。