第二章建模與模型轉換關鍵技術戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造目錄CONTENTS2.1

模型調研與分析2.2模型構建方法2.3

CAD模型與Unity3d模型的

轉換關鍵技術2.1模型調研與分析主要步驟戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造2確定模型需求收集數據建立模型模型驗證模型應用模型分析目錄CONTENTS2.1模型調研與分析2.2模型構建方法2.2.1基本CAD軟件的建模2.2.2UnigraphicsNX介紹2.2.3SolidWorks介紹2.2.43dsMax介紹2.2.5實例分析2.3

CAD模型與Unity3d模型的

轉換關鍵技術2.2模型構建方法2.2.1基于CAD軟件的建模步驟戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造3（1）確定設計需求和參數：明確機械裝備的設計需求和參數。（2）創建零件模型：根據設計需求和參數，創建單個零件3D模型。（3）組裝零件模型：按設計要求和組裝順序組合裝配零件模型，確保零件間協調連接。（4）添加材質和紋理：對零件模型進行材質和紋理的添加與編輯，使其更加真實生動。（5）生成工程圖紙：對3D模型進行投影和剖視，生成工程圖紙和零件列表。（6）檢查和優化模型：檢查修正建模錯誤和不足，確保模型符合設計要求。2.2模型構建方法2.2.2UnigraphicsNX介紹戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造4標題欄工作窗口菜單欄資源條功能區工作區狀態欄坐標系全屏按鈕2.2模型構建方法2.2.2UnigraphicsNX介紹戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造5新建裝配圖添加組件裝配組件2.2模型構建方法2.2.3SolidWorks介紹戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造6設計樹工作窗口菜單欄狀態欄操控面板任務窗格標準工具欄輔導視圖工具欄2.2模型構建方法2.2.3SolidWorks介紹戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造7新建裝配圖添加組件裝配組件2.2模型構建方法2.2.43dsMax介紹戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造8狀態欄工作窗口功能區時間尺主工具欄命令面板視口導航動畫控件快速訪問視口場景資源管理器2.2模型構建方法2.2.5案例分析——煤機裝備建模戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造9采煤機：MG250/600刮板輸送機：SGZ764-630液壓支架：ZY10000/28/382.2模型構建方法2.2.5案例分析——煤機裝備建模戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造10目前常用的建模軟件有UG、SolidWorks、Pro/E等。為展示部件內部結構、實現人機交互虛擬操作及采掘運場景仿真，所需建模精度要求極高，因而常采用UG、Pro/E等軟件。2.2模型構建方法2.2.5案例分析——煤機裝備建模戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造11通過對比CAD軟件構建的三維模型與虛擬模型的特性分析可知，CAD軟件中對于機械裝備的真實性渲染較差，因此常用UG軟件進行三維建模及裝配，然后利用3dsMax對模型進行轉換，最后在虛擬仿真軟件中對模型進行渲染及位置安放。

CAD軟件虛擬現實軟件運動遵循約束計算機圖形學定位遵循約束絕對或相對位置坐標識別自動識別特征無法自動識別造型機械產品造型藝術、曲線造型顯示無材料豐富的材質目錄CONTENTS2.1模型調研與分析2.2模型構建方法2.3

CAD模型與Unity3d模型的

轉換關鍵技術2.3.1模型修補技術2.3.2模型參數設置2.3.3模型格式轉換2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.1模型修補技術戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造1模型修補技術是在CAD三維建模中常用的一種方法，用于處理模型中的缺陷、錯誤或不完整性。如圖所示，以液壓支架為例在UG中完成建模并進行模型修補，主要是針對運動關系的旋轉中心點，建立銷軸，以此對運動中心點進行標記。2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.1模型修補技術戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造2以刮板輸送機中部槽為例，具體添加銷軸如圖所示，其在添加銷軸之后具有以下功能：（1）在Z方向旋轉：主要用于向煤壁側推進；（2）在X方向旋轉：主要用于底板不平整的情況。2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.1模型修補技術戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造3模型修補技術不僅僅包括銷軸添加，同時也包括采用3DSource零件庫等方式對一些零部件的缺失問題進行修補，3DSource零件庫支持所有主流的三維CAD平臺：Pro/E、UGNX、CATIA、SolidWorks等。例如掘進機鏟板部驅動部分的驅動馬達，在模型中就沒有顯示出來，其修補效果如下圖所示。2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.2模型參數設置戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造4在三維建模軟件UG中導出STL格式時，具體操作流程為：點擊“文件”，然后點擊“導出”，接著選擇“STL”，在導出界面選擇要導出的對象并選擇導出位置，并將弦公差設置為0.08，角度公差設置為18，最后選擇確定。2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.2模型參數設置戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造5在SolidWorks軟件中導出STL格式時，具體操作流程為：點擊“文件”，然后點擊“另存為”，接著選擇“導出位置并文件命名”，然后點擊保存類型，選擇“STL”，點擊“選項”，在選項界面根據自己的需求選擇合適的單位，其余選擇默認。2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.2模型參數設置戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造6轉換為STL格式之后，接下來將其導入到過渡軟件3dsMax時需要設置合理的轉換參數。在導入時，“焊接閾值”設置為0.01，“平滑角度”設為30，取消勾選“移除雙面”和“統一法線”。經過反復測試，綜合考慮選取以下參數作為各個軟件導出STL格式的轉換參數：1）UG：弦公差為0.08，角度公差為18.0；2）SolidWorks：需要根據需求選擇合適的單位；3）Pro/E：弦高0.5，角度0.5；2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.2模型參數設置戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造7模型修補結束后，將修補好的模型導出為FBX格式，導出參數選擇系統默認，如圖所示，然后將轉換后的FBX格式導入到Unity3d中。2.3

CAD模型與Unity3d模型的轉換關鍵技術2.3.3模型格式轉換戰略性新興領域教材建設團隊-重型高端裝備制造8Unity3d并不具備獨立、完善的三維建模功能，因而需要從外部軟件完成建模后進行導入。Unity3d模型格式主要為FBX，這種格式需要中間軟件進行格式轉換，常采用3dsMax進行格式轉換。格式轉化過程如圖所示。從UG轉換到3dsMax可以接受的格式有IGS、DWG、WRL、STL，經過多次試驗對比發現，選擇STL格式進行轉換較為合適，該格式轉換時間較快，模型所占內存較小，且轉換后能夠保持原有模型的真實感官，適應虛擬裝配與場景仿真的基本需求。2.3

CAD模型與Unit