浅谈基于solidworks二次开发的参数化设计项目实施方案

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浅谈基于SOLIDWORKS二次开发的参数化设计项目实施方案

摘要

随着现代制造业的快速发展，越来越多的企业选择能够快速响应市场需求的设计方法，因此参数化设计应运而生。本文主要基于solidworks二次开发的功能对参数化设计项目实施方案的大体流程进行简要的阐述，引用东岱软件给某公司瓦楞线盘SD系列设计项目做具体说明。从前期信息收集到产品参数化建模，再到solidworks的二次开发运用，最后进行程序测试。

关键词：参数化设计、solidworks二次开发、实施方案、东岱软件

一、         背景介绍

企业由于行业不同、规模不同、设计者的设计理念不同，导致设计者之间相同产品的设计结果有差异，企业需管理产品设计模型的文档呈多样性，而且新产品替换时设计工作无法快速完成。传统设计软件的设计过程比较单一、耗时，由于其响应客户需求的速度有限，已很难满足客户的个性化需求，而单一产品结构在时间上不可能适应工程师设计的多变性，完全通用化的软件又不能体现企业设计者的个性化设计。该如何解决这个问题，实现用户的个性化产品设计需要呢？在通用化软件（solidworks三维软件）的基础上再进行适当的二次开发是解决这一问题的关键。

参数化设计项目确定之后，不能立即进行项目开展，需要公司的技术人员在产品基本信息、产品结构及工艺、产品主要技术参数等方面进行系统的了解和掌握，再设计界面内容和建立参数化模型，最后进行软件的二次开发等一系列的工作，我们将这一系列的工作称为参数化项目实施。大量的参数化项目实施案例证明，项目是否成功、用户体验情况是否流畅、是否提高了用户的设计效率和设计水平，不仅取决于参数化软件产品本身的质量，参数化建模项目实施的质量效果也对后期用户应用的情况起到非常重要的影响。而项目实施规范主要包括项目前期准备阶段、界面参数调研确认阶段、制定建模策略阶段、参数化建模实施阶段、配置表数据收集阶段、软件二次开发阶段、软件安装测试及试运行阶段、总体验收阶段、项目交接阶段等九个阶段工作内容。

下面将以东岱软件公司给某公司瓦楞线盘SD系列进行参数化设计的项目为背景，分别介绍每个项目实施阶段。

二、         参数化项目实施方案

一）前期准备阶段

此阶段处于整个项目实施工作的最前期，由收集基本信息与了解产品结构这两个阶段组成。

1、  收集基本信息

通过客户公司网站、产品宣传资料等方式，收集参数化设计产品的基本信息，包括产品图片、产品种类、产品功能以及产品的主要技术参数等。

通过客户公司网站，收集到如下信息：

a)         公司背景：是生产电线电缆机用线盘、平板铁轴、钢丝工字轮、各式交货线盘的专业厂家，并可根据用户的特殊需求，设计、订制各式非标产品。生产的线盘服务于全国各大电力电缆厂，通信光缆厂、钢丝绳厂及与各电工机械厂的设备配套使用。

b)         瓦楞线盘图片

c)         产品描述

2、  了解产品结构

与客户沟通，了解以下三点内容：

a）  了解产品的大体组成结构

b）  了解产品的基本加工工艺

主要结构的加工工艺有：型材焊接成框架及支撑、板材折弯成侧板、加工成轴套、切割成圈条等等。

c）  了解产品的主要下料清单

二）界面参数调研确认阶段

与客户沟通，确定参数化设计界面的主要参数，包括一级界面参数、二级界面参数等等，并确立参数的中文名称或工程代号。以下界面尺寸示意图及界面操作示意图：

三）制定建模策略阶段

通过项目会议，共同分析讨论，最后制定瓦楞线盘的建模策略。主要从产品功能、产品结构、加工工艺及界面参数等等，确定建模思路。对于瓦楞线盘的建模策略，将采用装配体形式。由于客户要求所有部件可以调整尺寸及结构上的增减，故通过将各部分以零件的形式绘制出来，最后以配合关系来关联各部分。

四）参数化建模实施阶段

1、  绘制基本模型

从客户提供的资料和自己对实物产品的观察，形成建模的一个具体思路。该瓦楞线盘主要由以下部分组成：从内到外依此是，寸管、轴套、十字槽钢、斜支撑（八支撑）、筒体、侧板、内反圈、外反圈、外圈条。

建模步骤分以下几步：

第一步，两侧对称薄壁拉伸寸管，绘制轴套；

第二步，两侧对称薄壁拉伸筒体，通过焊件中结构件绘制十字槽钢；

第三步，通过钣金设计，绘制侧板；

第四步，绘制内反圈、外反圈、外圈条；

第五步，绘制斜支撑和八支撑；

第六步，绘制其他附件。

2、  调整与修改模型尺寸及结构

主要统筹各种规格之间的不同之处，比如尺寸、结构、特征的不同点及变化规律。在瓦楞线盘参数化设计中，有以下几种规格：SD800/900/1000/1150/1250/1400/1600/1800/2000/2240/2500/2800/3150，这些规格对应示意图中的D1尺寸值，以及其他主要变化尺寸为D2、D3、D4、D5、E和L1、L2。

另外，在结构与特征方面，存在一些不同点。例如：轴套的结构特征、是否加斜支撑或八支撑、十字槽钢上开孔结构、侧板上筋的个数等等。

3、  编辑方程式，设定全局变量

运用方程式功能，编辑定义瓦楞线盘的全局变量，即主要尺寸参数。然后，编辑其他尺寸的函数关系和某些特征的压缩或解压。掌握尺寸间的拓扑关系，运用数学函数建立该尺寸与全局变量间的关联关系。运用if语句定义某些特征或结构在所设定的条件是否压缩或解压。

五）配置表数据收集阶段

按照特定的程序引用表格模式，将全局变量的名称、尺寸值及路径填入相应的单元格，以供软件程序的寻址及引用。这个表格就是所谓的配置表（config表），其中要运用excel办公软件的某些功能。这其中还包括各部件的参数配置表。

六）软件二次开发阶段

利用SolidWorks强大的应用程序接口，以Visual C＋＋6.0作为开发工具。软件设计的结构主要由以下部分组成：读取配置数据，选择零部件，预览零部件，打开零部件。其中，零部件的打开是为了实现对所选零部件尺寸结构做出一些修改，零部件的尺寸之间都是相关联的，修改与编辑简便。

参数配置表（config表）是保存零部件的具体信息。软件最后根据此表中的零部件位置打开相应的零部件，根据参数名索引零部件尺寸参数并进行驱动。

具体的开发过程如下：

1、    设计的背景条件   

在设计中采用直接使用SolidWorks自带的接口程序。在安装路径下的Samples\comuserdll\i386，可以直接使用其基本的工程文件。在其中添加自己的应用代码。编译链接后就可以得到一个comuserdll.dll的动态链接文件。在SolidWorks中运用Add-in功能将编译的文件打开就可以和SolidWorks实现完美的结合。

2、    在SolidWorks软件下添加菜单及子菜单   

在SolidWorks的模板程序中，类userApplications中定义了添加菜单的函数再在其中的函数_addMenus(LPFRAME pFrame)中添加代码实现添加用户自定义的菜单以及相应子菜单。

3、    添加应用程序对话框   

对话框可以在VC资源里直接创建，再利用对话框的工具创建需要的各种控件，根据实际情况，安排软件界面对话框以及控件。对话框的创建后，在运用时要新建一个类来控制对话框的各种操作。

4、    实现配置表数据连接

代码主要实现将Excel表中带$符号字符段对应的值读入界面的组合框控件中，作为对话框程序的初始化数据。数据表的其他单元格连接在剩余组合框控件都使用到。每个的原理都基本相似，比如：第一个组合框的关联变量是$WLXP_D1。

5、    实现各级组合框的关联

组合框之间的关联是利用了选择改变消息。

6、    编译链接为dll文件

考虑到界面因素，需将对话框的背景色加以改变。利用消息传递做背景色索引操作。最后用VC＋＋6.0进行编译链接得到一个动态链接文件。

7、    制作安装程序

七）软件安装测试及试运行阶段

此阶段的主要工作是在用户真实环境下，对用户实际模型设计需求进行测试，在软件界面中编辑多个模型参数，确保软件实现变化参数驱动模型、自动生成BOM表等功能均能正常使用，同时把尽可能多的潜在问题在正式运行之前发现并改正，并进一步提高有关设计人员的操作水平，操作规范。

八）总体验收阶段

此阶段是对项目总体的完成情况进行验收。验收过程可以分阶段进行，在每一项目阶段结束时，客户对这一阶段的可交付成果进行验收，在测试及试运行结束后，对参数化项目进行总体验收。

九）项目交接阶段

此阶段是项目实施的最后一个阶段，主要工作是公司向客户移交参数化软件项目，包括软件产品、项目实施过程中所生成的各种文档等等。公司还需要让客户填写《用户满意度调查表》，对整个项目实施情况进行评价，以备公司在今后的参数化项目实施管理中进行加强和改进。

三、         总结

本文以solidworks软件作为二次开发平台，利用VC++语言开发建立参数化模型，简要阐述了针对参数化设计项目的实施过程，使设计者在参数化设计方向上更加明确工作步骤。

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