陳德航 溫 麗（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川 遂寧 629000）

0 引言

SolidWorks是基于Windows平臺(tái)面向產(chǎn)品級(jí)的三維CAD軟件，可以十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好，用戶上手快。借助該軟件eDrawings功能，還可通過網(wǎng)絡(luò)方便地共享CAD文件，實(shí)施協(xié)同工作。

我國閥門企業(yè)產(chǎn)品種類少、質(zhì)量低、泄漏嚴(yán)重、壽命短等缺點(diǎn)，提高豐富產(chǎn)品種類以提高產(chǎn)品競爭能力。本文結(jié)合閥門企業(yè)實(shí)際狀況，闡述了SolidWorks環(huán)境下閥門產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)過程。

該系統(tǒng)能夠減少設(shè)計(jì)人員大量反復(fù)工作，避免不必要的錯(cuò)誤，并用自動(dòng)化建模代替人工建模，節(jié)省設(shè)計(jì)者的實(shí)踐和精力，降低設(shè)計(jì)成本。同時(shí)，最大限度的減少建模過程中人的參與，因此能大大降低對(duì)設(shè)計(jì)者使用三維軟件水平的要求，能夠節(jié)省人力物力。

1 系統(tǒng)總體框架

本文選用Solidworks軟件為造型工具，以此為平臺(tái)，充分利用Solidworks軟件的各項(xiàng)功能進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。最后，用API函數(shù)結(jié)合VB進(jìn)行二次開發(fā)，進(jìn)行系列化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)是：界面簡潔、操作簡單；要求系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全可靠，并能夠方便的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；系統(tǒng)各模塊分類清晰、明確；要求各模塊獨(dú)立性強(qiáng)、易于維護(hù)升級(jí)。

本系統(tǒng)包括的模塊有：登錄界面模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、三維建模模塊及管理模塊等多部分組成。

1.1 登錄界面模塊 該模塊為用戶和軟件系統(tǒng)提供人機(jī)交互接口，方便用戶進(jìn)行管理。為了保障系統(tǒng)的安全，要求對(duì)系統(tǒng)使用者進(jìn)行檢驗(yàn)，只有注冊過的設(shè)計(jì)者才能使用本系統(tǒng)軟件。

1.2 數(shù)據(jù)庫管理模塊 該模塊是系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式，能夠最大的共享數(shù)據(jù)資源，和對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。

1.3 三維建模模塊 該模塊是系統(tǒng)的主要功能模塊，在前面章節(jié)中已重點(diǎn)介紹了三維模型庫的建立過程。模塊設(shè)計(jì)中，將以此模塊為基礎(chǔ)，結(jié)合SoIidWorksAPI二次開發(fā)接口函數(shù)，進(jìn)行編程應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)閥門系列化設(shè)計(jì)。

1.4 操作管理模塊 該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)以及其它輔助功能。

本系統(tǒng)的主功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系列化系統(tǒng)功能圖

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

在建模過程中，配置可用于單一文件中，讓零件或裝配體進(jìn)行多個(gè)設(shè)計(jì)變化。通過它可以開發(fā)和管理不同尺寸、零部件或其它參數(shù)的模型。產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)時(shí)，一般最常用的方法就是通過變化尺寸等生成不同配置。

利用方程式生成不同配置，需要對(duì)尺寸值進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)，用方程式可完成任務(wù)。在零件和裝配體中均可用到方程式。同時(shí)，為了改變受方程式驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)尺寸，可以壓縮方程式，恢復(fù)原來的值。

通過SolidWorks二次開發(fā)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而使SolidWorks適應(yīng)設(shè)計(jì)需求。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法是將零部件實(shí)體建模中產(chǎn)生的參數(shù)用變量代替，通過賦予變量新值和對(duì)變量的修改，完成相似零部件的系列化設(shè)計(jì)。

通過零件或裝配體不同配置功能可進(jìn)行系列化設(shè)計(jì)，但他們都有各自的局限性。在創(chuàng)建更復(fù)雜的配置時(shí)，一般采用系列零件設(shè)計(jì)表進(jìn)行。零件設(shè)計(jì)表不僅可以控制特征，還可以控制尺寸。整個(gè)系列零件設(shè)計(jì)表可使用電子表格創(chuàng)建并修改。使用自動(dòng)創(chuàng)建方法可在列表中選擇要添加在設(shè)計(jì)表中的尺寸，并以正確的格式自動(dòng)添加上去。創(chuàng)建一個(gè)系列零件設(shè)計(jì)表，可把它另存為一個(gè)文件，利用該文件保持它與創(chuàng)建它的模型間的連接。

本CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于對(duì)閥門進(jìn)行系列化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思路為：采用API外層程序根據(jù)用戶要求查詢系列化零件列表，如有相應(yīng)模型的系列化零件設(shè)計(jì)表，則激活顯示閥門模型；如果查詢不到，則添加實(shí)例創(chuàng)建零件系列設(shè)計(jì)表。

圖2 系列化模塊結(jié)構(gòu)圖

在設(shè)計(jì)時(shí)，先建立了閥門三維模型，并將所有零件特征以參數(shù)形式表示后，再通過方程式、共享數(shù)值鏈接以及系列化零件表對(duì)圖形添加約束，再用VB對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā)。具體的工作流程如圖3所示。

圖3 SolidWorks二次開發(fā)流程

啟動(dòng)插件應(yīng)用程序后可以執(zhí)行:接受用戶數(shù)據(jù)，打開三維實(shí)體模型文件，通過View類的HasDesignTable方法檢杏設(shè)計(jì)表是否存在，通過ModeDoc2類提供的GetDesignTahle方法獲取設(shè)計(jì)表，通過DesignTable類提供的各種方法編輯設(shè)計(jì)表。通過ModelDoc2類提供的GetConfigurativnByName獲取設(shè)計(jì)表，通過ConfiguratianiManagcr類提供的get-Active-Configurativn方法激活實(shí)體顯示。

該方法綜合了多種方法的優(yōu)點(diǎn)。將友好的界面提供給用戶，將復(fù)雜的三維實(shí)體造型及設(shè)計(jì)計(jì)算交給SolidWorks來完成，既可充分發(fā)揮SolidWorks功能，又可以大幅減少編程人員的工作量及編程水平要求。大大提高了模型的生成和修改的速度，在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)及專用系統(tǒng)開發(fā)方面有廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)論

本文通過前述的理論研究及實(shí)例認(rèn)證，基于Solidworks的閥門產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)方法，并由此而建立的二次開發(fā)插件。經(jīng)過該套設(shè)計(jì)，具有以下幾方面的特點(diǎn)：

3.1 開放性好

本文以Visual Basic6.0為開發(fā)工具，采用Access數(shù)據(jù)庫，在SolidWorks系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)，建立了一個(gè)面對(duì)用戶的閥門系列化件庫的插件系統(tǒng)，開放性好。

3.2 優(yōu)良的繼承性

由于該系統(tǒng)仍然依托于Solidworks環(huán)境，所以完全繼承了具Solidworks系統(tǒng)的一切特性。比如：基于特征的參數(shù)化造型設(shè)計(jì)功能，用戶除了調(diào)用系列化產(chǎn)品之外，也可以自己進(jìn)行部分或完全的模型設(shè)計(jì)，也可以對(duì)系列化產(chǎn)品進(jìn)行修改；生成的系列化零部件也可以可靠地與其他三維軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享，安全可靠。

3.3 交互性好

本文開發(fā)的二次插件系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)的Windows菜單及對(duì)話界面，完全與Solidworks融合，用戶使用方便快捷，交互性好。

［1］孫建軍.基于SolidWorks二次開發(fā)的非標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)化設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代制造工程，2003(6):30-32.

［2］王麗.基于 SolidWorks系列化零件設(shè)計(jì)的研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009（2）.

［3］陳岳坪，陳敏.SolidWorks的界面設(shè)計(jì)技術(shù)[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（3）.