基于SolidWorks二次开发的钢包车CAD系统研究

第 2期 总第 1 6 5期 2 0 1 1年 4月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG AUTOMAT1 0N No 2 Apr 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 1 0 2 0 0 8 6 0 3 基于 S o l i d Wo r k s二次开发的钢包车 C AD系统研 究 朱佩玲 杨凌职业技术学院 机电工程系 陕西 杨凌 7 1 2 1 0 0 摘要 研究 了用 S o l i d Wo r k s 进行钢包 车零部件参数化 系列化设计 的方法 介绍 了利用 V B进 行程序实现的 总体思路和结构及其 与 S o l i d Wo r k s的集成 利 用 VB编写 的人机界 面 通过输入参数可 以方便地 生成钢包 车 零部 件三维模 型 关键词 钢包 车 S o l i d Wo r k s 二次开发 VB 中图分 类号 T P 3 9 1 7 2 文献标识码 A 0 引言 产品的开发过程是一项非常复杂的系统工程 据 不完全统计 在工程实际中超过 8 O 以上的设计均是 通过对现有产品进行创新和改进来完成的 所以继承 和沿用成为产品设计的两个重要途径 同时也是节约 开发成本 缩短产品研发周期的最有效途径 钢包车 是炼钢设备最重要的部件之一 随着炼钢产品在设计 制造等方面的发展 钢包车已成为系列化 通用化部 件 由于其工况为强冲击 重载 因此具有较高的设 计要求 所以对钢包车进行三维参数化设计和建模具 有重要的理论和实际意义 S o l i d Wo r k s是一 套基 于 Wi n d o w s的C AD CA E C AM P D M 桌面集成系统 是 由美 国 S o l i d Wo r k s 公 司在总结和继承 了大型机械 C AD软件的基础上 在 Wi n d o ws 环境下实现的一款机械三维 C A D软件 具 有丰富的零件实体建模功能 同时 为了便于用户进 行二次开发 S o l i d Wo r k s 提供了几百个 AP I 函数 这 些 函数是 Wi n d o ws的 0I E或 C 0M 接 口 用户 可 以 使用VB VB A VC 等多种编程语 言进行二次开发 建立适合用户需要 的 专用 的 Wi n d o ws 模块 1 参数化 设计 方法 1 1 参数化设计简介 参数化设计是 R e v i t B u i l d i n g的一个重要思想 它分为两个部分 参数化图元和参数化修改引擎 通 过将模型中的定量信息变量化 使之成为任意调整的 参数 对于变量化参数赋予不同数值 就可得到不同 大小和形状的零件模型 1 2 参数 化设计 方 法 收稿 日期 2 0 1 0 一 n O l 作 者简介 朱佩玲 1 9 6 1 一 女 陕西三原人 实验师 大专 S o l i d Wo r k s软件 中实现机械零部件参数化设计 的方法主要有以下两种 一是利用在内嵌 的 E x c e l 表 中指定特征参数 创建多个系列零件或部件 二是利 用编程语言 如 VB VC等 作为开发工具 对其进行 二次开发 通过程序驱动实现参数化设计 1 2 1 基于系列表配置的参数化设计 在 S o l i d Wo r k s中利用 E x c e l 表配置实现参数化 设计时 首先建立 目标零部件的基准模型 然后对系 列零件设计表中的各个参数进行修改 从而可对基准 零部件在不同配置下创建多个系列的零件或部件 这 种方法适合于参数较少 较简单的零件 对于 比较复 杂的零部件 将其参数划分为主动参数和从动参数 并 建立两者之间的函数关系 从动参数 的变化可 由主动 参数来驱动 只需对主动参数进行配置即可实现系列 零部件的生成 1 2 2 基于 S o l i d Wo r k s二次开发的参数化设计 本文选用 VB 6 0软件对 S o l i d Wo r k s 2 0 0 7 进行二 次开 发 所 选用 的方法 有 以下 两种 一 是完全 用程 序 驱动来实现三维模型的参数化设计 该方法实现过程 比较 困难 它要求程序开发人员必须精通大量的 AP I 函数 所以开发周期较长 优点在于能完成非常复杂 零件的实体造型 二是在建立零部件三维模型的过程 中 预先设置合理的参数 并用 S o l i d Wo r k s 特有的宏 命令将建模过程的操作完全录制下来 再通过 VB6 0 程序来驱动设计变量从而实现零件的更新 后一种方 法编程较简单 通用性好 还能通过 VB 6 0 建立的操 作界面来实现完全的人机交互 便于操作 因此本文 中选用第二种方式 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 0 1 1 年 第 2 期 朱佩玲 基于 S o l i d Wo r k s二次开发的钢 包车 C AD 系统研究 8 7 2 钢包车 C A D系统开发过程 2 1 钢 包车零部件参数化设计 2 1 1 在 S o l i d Wo r k s环境下建模 以钢包车一级部件车架参数为例 在 S o l i d Wo r k s 零件环境下建立其模型 如图 1所示 并将此过程用 宏完全记录 在上述建模过程 中需要保证其规范性 以 减少不相关 冗长代码的出现 从而简化程序的调试 过程 图 1 钢包车车 架模型 2 1 2 编译宏程序代码 S o l i d Wo r k s宏代码 为VB A语 言 为使其能在 VB 环境下打开 需要进行必要的编译 上述钢包车车架 建模宏文件编译后部分程序代码如下 Di m s wAp p As Ob j e c t Di m P a r t As Ob j e c t Di m b o o l s t a t u s As Bo o l e a n S e t s wAp p Cr e a t e Ob j e c t S l d Wo r k s Ap p l i c a t i o n S e t s wPa r t s wAp p Ne wPa r t Se t S e l M g r s wPa r t Se l e c t i o n M a n a g e r b o o l s t a t u s s w P a r t Ex t e n s i o n S e l e c t B y I D 2 前 视基 准面 PLANE 0 0 0 Fa l s e 0 No t h i n g s wPa r t Cr e a t e Li n e 2 O 0 0 0 1 4 0 O Co n s t r uc t i 0 n Ge o me t r y Tr u e s wPa r t Fe a t u r e Fi l l e t 5 1 9 5 0 0 2 1 0 0 0 0 0 s wPa r t Vi e wZo o m t o f i t 2 2 1 3 关联参数配置 部件由于其结构复杂 很难直接用程序驱动生成 因此文中选用基于程序驱动和系列表配置相结合的方 式进行部件的参数化建模 即在零件参数化设计的基础 上 对装配体关键尺寸进行关联配置 并与零件特征尺 寸相关联 从而保证部件在主动尺寸改变时驱动零件进 行相应的改变 以钢包车装配体部件为例 其主动 从 动尺寸问的关系见表 1 小车工程图如图 2所示 2 2模 型数 据 库 在小车零部件参数化建模时 设定主动尺寸 并 利用 AC C E S S数据库建立主动尺寸相应的参数库 然 后与图 3 图 4所示人机交互界面的t e x t 文本框 AD O 数据控件等建立一一对应关系 具体的操作过程 可 参阅文献E 4 通过数据库系统 用户在进行钢包车零 部件建模时 可首先输入特征参数进行所需零部件 的 查询 如存在便可直接引用 减少了数据的重复输入 若 不存在可通过直接输入或修改个别参数来完成建 模 同时 上述数据库为开放式的 用户可以进行添 加 删除等操作 表 1 小车关键尺寸 间关 系 零 部 件名称 参数 函数关系 说明 右端梁 零件 L L一口 尺寸 L控制钢包车宽度 L 1 L z 2 确保盏板关于参考 面对称 盖板 部件 Lx L2 Lz 一工 4 6 3 0 控制盖板 长度 L z L 3 一L 4 2 确保左端梁关 于参考 面对称 左端梁 零件 L 3 L4 L4 L 4 6 0 控制左端梁 的长度 厶 L 5 Le 2 确保钢包座关于参考面对称 钢包座 部件 工 5 L6 L6 一L 5 5 0 控制钢包座间距 图 2小 车 工 程 图俯 视 图 2 3 基 于 VB的 用户窗体 开发 利 用 VB 6 0创建可视化的人机交互式界面 用 t e x t 文本框作为输入参数的窗口 并与驱动程序 中对 应的设计变量连接从而实现调用 将编辑后的宏代码 复制到确定按钮 的单击命令下 再进行必要 的修改 具 体操作参阅文献 E 5 选择数据库数据或输入所需各项 数据后 按下建模按钮完成参数调用及建模过程 并 生成所需小车零部件的三维模型 2 4 二次开发程序与 S o l i d Wo r k s的集成 为了提高二次开发程序的可操作性 文中将其生 成 D I I 文件 以插件的形式直接嵌入 S o l i d Wo r k s内 部 在这一过程 必须定义 D I L文件与 S o l i d Wo r k s连 接的接 口 S o l i d Wo r k s插件文件与 S o l i d Wo r k s接 口 的函数如下 SWAd d i n Con n e c t To S W 和 SWAdd i n Di s c o n n e c t F or mS W 建立连接后 插件文件可以通过添加菜单的形式 来形成进程内调用 如图 5 所示 这种方法可以较大 节省内存空间 并且调用外部程序非常方便 同时实 现了和 S o l i d Wo r k s软件之间的无缝集成 大大提高了 设计 效率 插件的加载和卸载代码如下所示 i i i S l d Wo r k s Ad d Me n u s wDo c P ART 钢 包 车 C AD 系 统 8 G 5 菜单添加代码 b R e t i S l d Wo r k s Re mo v e Me n u s w Do c P AR T 钢包车 C AD系统 G 菜单卸载代码 3应用 实例 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 8 8 机 械 工 程 与自 动 化 2 0 1 1年 第 2期 加载钢包车 C A D系统 D 插件 进入图 4所示的 建模界面 选择或输入合适的参数 点击 建模 得 钢包车装配体模型效果图 如图 6 所示 檬 醴件 姨 1謦 鬻 图 3 零件参数化设计界面 图 4 部件参数化设计界面 4结 论 本 文基 于 S o l i d Wo r k s二次开 发 实 现 了可进行 零 部件参数查询 建模的小车 C AD系统 实现了整个设 计过程的自动化 同时 该开发系统以 D I I 插件的形 式与 S o l i d Wo r k s实现了无缝集成 大大提高了工作效 率 也使得操作更加简单方便 为产品的设计提供了 一 条有效 的途 径 图 5 钢包车 系统菜单界面 图 6 钢包车总装图 参考文献 1 张峰 李兆前 参数化设计 的研究现状 与发展趋势 J 机 械工程师 2 0 0 2 1 1 3 1 5 2 何 宁 白海清 基于 V B开发 S o l i d Wo r k s标准件 J 机械 与 电子 2 0 0 4 6 1 8 1 9 3 朱成 实 叶龙 李 铁军 等 基于 S o l i d Wo r k s的 塑料 注射 机螺杆的参数化设计 I J 机械设 计与制造 2 0 0 8 3 3 3 35 4 江洪 魏峥 王涛威 S o l i d Wo r k s 二次开 发实 例解 析 M 北京 机械工业 出版社 2 0 0 5 5 柴欣 武优 西 Vi s u a l B a s i c程 序设计 基础 M 北京 高 等教育 出版社 2 0 0 4 La dl e Ca r CAD S y s t e m De v e l o pme nt o f Ba s e d o n S e c o nd a r y S o l i d W o r k s ZHU Pe i l i ng De p a r t me nt o f M e c h a n i c a l a nd El e c t r ic a l En g i n e e r i n g Ya n g l ing Vo c a t i o n a l Te c h n i c a l Co l l e g e Ya n g l i n g 7 1 2 1 0 0 Ch i n a Ab s t r a c t Th e me t h o d f o r p a r