基于SoildWorks的参数化设计

基于SoildWorks的参数化设计
摘要：本文以S0ildworks标准件库的开发为技术背景，详尽阐述了尺寸驱动法参数化设计结构，并以螺栓为例介绍了具体的参数化设计过程，最后建立了专用的soildworks功能模块．
关键词：参数化设计；尺寸驱动；二次开发
当前，随着产品设计信息化进程的不断推进，企业运用三维CAD系统进行设计正日趋广泛，三维参数化设计无疑是提高设计效率的最好方法之一．
SOLIDWORKS是一款优秀的三维参数化设计软件，它为参数化设计提供了两种途径．一是直接使用Solidworks界面中的系列零件设计表参数化(Specif_ying Design Table Parameters)功能，这种方法毋需编程，简单实用…．二是利用Solidworks软件内嵌的应用程序接口(API)实行二次开发，建立适合用户需要的、专用的SoildWorks功能模块，任何支持OLE和COM的编程语言都可作为开发工具.
1  参数化设计方法
1．1参数化设计原理
参数化设计技术是用一组参数来约定设计对象的信息模型，通过参数之间的关系与参数和设计对象信息模型间的关系，对部分参数的修改可以直接导致设计结果的自动修改.
参数化设计主要有程序驱动法和尺寸驱动法两种，程序驱动法是将设计过程的所有关系式融入应用程序中，然后在程序的控制下，顺序执行这些设计表达式，通过与用户的交互完成设计工作．此方法程序设计复杂，对用户的专业技术水平要求较高，所以应用并不广泛．尺寸驱动法是指在保持零件结构不变的情况下。将零件的尺寸标注视为变量，给予不同的尺寸值，便能获得一系列结构相同而尺寸不同的相似零件．此方法不用重复图形的生成过程，程序代码量少，便于获得系列化零件图形，所以得到广泛应用．本文主要介绍尺寸驱动法参数化设计．
1．2尺寸驱动法参数化设计结构
参数化设计结构图如图l所示，其主要由零件标准模型库、尺寸参数数据库、零件选择与生成模块及用户界面组成．

1)零件标准模型库．是利用SoildWorks特征造型技术建立的一组三维模型，并在造型的过程中完成对零件模型的几何约束和尺寸约束，同时对需要尺寸驱动的特征尺寸定义相应的变量名称．
2)尺寸参数数据库．利用便于桌面管理的Access数据库贮存零件的各种参数，通过VB语言编程，利用数据库访问接口(ActiveX Data Objects，ADO)技术查询得到满足需求的特定数据纪录，并赋值给1)中的变量．
3)零件选择与生成模块．是参数化设计的核心，其主要功能是完成用户界面模块、数据驱动模块和Soildworks之间的连接，并将2)中的变量数据传输到soildworks中完成零件的重新建模．
4)用户界面．采用下拉菜单与对话框相结合的方法，将3)中的所有VB程序文件生成DLL文件(动态链接库)，作为Soildworks的插件，通过用户的加载，使之与Soildworks环境融为一体．
2  具体的参数化设计过程
通过六角头螺栓C级的参数化设计，来具体阐述基于Soildworks的参数化设计过程．

2．1建立螺栓模型
螺栓结构尺寸示意图如图2所示．首先以一组典型尺寸(参考相关的机械设计资料)对螺栓建模，并完成其几何约束与尺寸约束．在此过程中，利用宏录制螺栓的建模过程，建立一宏文件(即内部编程)．然后复制并粘贴宏代码到VB中，对代码做一定的修改，用变量代替宏代码中的关键数据．以便下面由VB查询尺寸参数据库而得到的数据赋值给这些变量，来完成螺栓关键参数的修改，并通过尺寸驱动来实现模型的重建．
2．2确定主变量
如图2，公称d代替螺纹规格，公称k代替六角头厚度，公称l代替螺栓长度，公称b代替螺纹长度，公称s代替六角头内切圆直径．在给定这些关键参数之后，即可确定螺栓的三维实体模型．
2．3设计用户界面与模型更新程序

螺栓参数化设计的用户界面如图3所示．在VB中制作窗体界面，用户通过单击列表框内的螺栓规格来选择特定的螺栓，此时由后台程序运用ADO控件访问螺栓参数数据库，将查询到的各参数值显示到7个文本框内，便于用户核对(具体的程序代码省略)．在界面中，将“创建”按钮的点击事件与VB访问SolidWorks过程、及更新变量数据过程及重新建模过程相关联．
基本工作流程为：与SolidWorks建立连接一打开螺栓模型文件并激活一查询尺寸参数数据库并修改变量尺寸一根据新尺寸重建模型．
以下是模型更新的相关程序．
…… ……
Set swApp 2 CreateObject(”sldworks．application”)
swApp．UserContml=Tme与Solidworks建立连接
Set pan = swApp．NewDocument(CurrentDir + ”＼
Res＼六角螺栓．pndot”，0)
FileName=part．GetTitle
Set CurCFG 2 part．GetActiVeConfigumtion()
ConfName=CurCFG．Name打开螺栓模型文件并激活
part．Parameter(”D1@草图1”)．SystemValue=s／1000
part．Parameter(”D1@拉伸1”)．systemValue=k／l000
part．Parameter(”D1@草图2”)．SystemValue=s／1000
part．Parameter(”D1@草图4”)．SystemValue=d／1000
part．Parameter(”D1@拉伸2”)．SystemValue=l／1000
part．Parameter(”D1@倒角l”)．SystemValue=d／10／1000
part．Parameter(”D3@草图5”)．SystemValue=p*7／8／1000
part．Pammeter(”I)4@草图5”)．SystemValue=p／4／1000
part．Parameter(”D3@螺旋线1”)．SystemValue=b／1000
part．Parameter(”D4@螺旋线1”)．SystemValue=p／1000
part．Pammeter(”D1@草图6”)．SystemValue=d／1000
part．Parameter(”D1@圆角l”)．SystemValue=r／1000
pan．EditRebuild
’以上为修改变量尺寸并根据新尺寸重建模型
…… ……
3  生成SoildWorks的插件
在VB中新建Active DLL工程，将以上所有的窗体文件和其他模块添加到此工程中，并通过使用Sldworks对象的Addmenu和Addmenuitem方法在SoildWorks工作环境中添加菜单或下拉子菜单及功能模块的调用，通过使用Addtoolbar和Addtoolbarcommand方法来完成在SoildWorks工作环境中添加工具条和完成对应零件功能模块的调用．最后，将Active Dll工程编译为一个DLL文件，就可在solidworks中加载并运行了．用户通过下拉菜单选择“螺栓”后，系统就会弹出图3的窗体对话框，用户选择后，即可创建特定零件．
4   结论
通过以上对螺栓等一些典型的零件进行设计和调试，证明上述方法是简便易行的．在此基础上可以进行其他较为复杂的开发工作，建立适合用户特定需要的SolidWorks功能模块．对CAD技术的推广与应用具有一定的实际意义．