SolidWorks用VB開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫方法-廣州培訓(xùn)

2013-05-13 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

作者: 袁清珂*王偉*劉大慧*張明天*楊波來源: 萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字: 產(chǎn)品開發(fā) 實(shí)體建模 VB 應(yīng)用程序界面標(biāo)準(zhǔn)件庫

介紹了SolidWorks環(huán)境下用VB開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫的原理,著重研究了標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)流程、用VB調(diào)用SolidWorks中API函數(shù)的方法以及通過高級語言(如VB、VC)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫驅(qū)動SolidWorks實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件三維實(shí)體造型的方法。結(jié)合螺栓、螺母、墊圈等常用標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā),探索了標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫的建立方法、界面程序和驅(qū)動程序的開發(fā)方法,完成了常用標(biāo)準(zhǔn)件庫的設(shè)計(jì)與開發(fā),并給出了應(yīng)用實(shí)例。

SolidWorks是普遍使用的一種三維機(jī)械CAD軟件,具有參數(shù)化和特征建模功能,并具有圖形用戶界面直觀、使用方便、易學(xué)易用等特點(diǎn),是工程設(shè)計(jì)人員有效的設(shè)計(jì)工具。設(shè)計(jì)人員在裝配設(shè)計(jì)中,要用到數(shù)目眾多的標(biāo)準(zhǔn)件,如墊圈、螺栓、螺母等。標(biāo)準(zhǔn)件是工程設(shè)計(jì)中用途最為廣泛的基本單元,其繪制也是設(shè)計(jì)人員重復(fù)勞動最多的環(huán)節(jié)。SolidWorks本身并不帶國家標(biāo)準(zhǔn)零件庫,在每次用到標(biāo)準(zhǔn)件時設(shè)計(jì)人員都需要重新建模,這就造成時間浪費(fèi)?；谶@種情況,利用SolidWorks本身提供的API接口,可以開發(fā)一個標(biāo)準(zhǔn)件庫,為裝配設(shè)計(jì)提供方便,避免重復(fù)性勞動。標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立和使用提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,是CAD系統(tǒng)走向?qū)嵱没谋夭豢缮俚沫h(huán)節(jié)。

設(shè)計(jì)開發(fā)一個標(biāo)準(zhǔn)件庫將為設(shè)計(jì)工程師帶來極大的方便,本文以常用標(biāo)準(zhǔn)件如墊圈、螺栓、螺母的二次開發(fā)為例,研究了標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)流程、用VB調(diào)用SolidWorks中APl函數(shù)的方法以及通過高級語言(如VB、VC)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫驅(qū)動SolidWorks實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件三維實(shí)體造型的方法。

1二次開發(fā)原理

SolidWorks是基于參數(shù)化和特征建模技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件,可以通過編程來實(shí)現(xiàn)各參數(shù)驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)件的生成和調(diào)用,建立三維標(biāo)準(zhǔn)件庫插件,用VB開發(fā)出來的模塊可以生成SolidWorks工具條,一般是生成.exe文件,然后用SolidWorks的工具宏命令調(diào)用生成工具條,這樣就簡化了設(shè)計(jì)人員的操作過程。

    在建立標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫的基礎(chǔ)上,通過調(diào)用SolidWorks提供的API函數(shù),可以實(shí)現(xiàn)三維參數(shù)模型的建立與重新生成。對于具備參數(shù)化功能的SolidWorks系統(tǒng)來說,建立三維標(biāo)準(zhǔn)件庫只需繪制各種標(biāo)準(zhǔn)件的模板圖形,然后命名尺寸參數(shù)變量,并建立相應(yīng)的尺寸參數(shù)表。對于某一類標(biāo)準(zhǔn)件來說,通常有多個型號對應(yīng)不同的尺寸參數(shù),這些尺寸參數(shù)可以形成一個該類型的標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫。開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件型號選擇程序,可以從標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫中選擇某一型號的標(biāo)準(zhǔn)件,同時調(diào)用該型號標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸參數(shù)。通過API接口,將尺寸參數(shù)傳送到SolidWorks的造型函數(shù),用新尺寸更新模板圖形中的尺寸,重新生成與新尺寸對應(yīng)的實(shí)體模型,這樣就避免了同類型標(biāo)準(zhǔn)件的重復(fù)建模。

    使用VB開發(fā)的應(yīng)用程序可以直接嵌入到SolidWorks環(huán)境中,加載成功后應(yīng)用程序菜單直接出現(xiàn)在SolidWorks的主菜單上,如同SolidWorks的自帶功能一樣進(jìn)行工作,極大地提高了設(shè)計(jì)效率。

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    2用VB開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫的過程與實(shí)現(xiàn)方法

2.1標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)方法

開發(fā)方法有2種:一種是利用人機(jī)交互形式建立模型,設(shè)置合理的設(shè)計(jì)變量,再通過VB程序驅(qū)動設(shè)計(jì)變量,替換原有的零件參數(shù),以實(shí)現(xiàn)模型的更新,這種方法編程簡單,通用性好;另一種是完全利用程序?qū)崿F(xiàn)三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)以及模型的編輯,這種方法編程較前者復(fù)雜,但可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形體的零件造型,如生成精確的漸開線齒輪齒廓、滾刀參數(shù)造型等。本文采用第一種方法。

2.2標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)流程

創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件庫的基本過程為:根據(jù)從界面上選擇的基本尺寸和規(guī)格,從標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)參數(shù)表中讀取相應(yīng)的配置,在SolidWorks環(huán)境中生成該標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型,如圖1所示。

    基于VB的標(biāo)準(zhǔn)件庫的二次開發(fā)主要包括3部分:標(biāo)準(zhǔn)件模型的繪制、Access數(shù)據(jù)庫的建立、VB程序的編制。

2.3標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)體模型的建立

根據(jù)某一類標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)特征,建立其標(biāo)準(zhǔn)件三維實(shí)體模型,實(shí)際上是建立這一類標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)模板,將其放入標(biāo)準(zhǔn)件庫中,為標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)奠定基礎(chǔ),以便通過程序更改其尺寸參數(shù),生成新尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件。

在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件三維實(shí)體建模時,首先要分析標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)特征,以確定尺寸變量以及尺寸變量之間的約束關(guān)系,明確主要參數(shù)、主動尺寸和從動尺寸的關(guān)聯(lián)性,設(shè)置尺寸變量名稱,建立驅(qū)動變量表、變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,以便通過給尺寸變量賦予不同參數(shù)值來驅(qū)動SolidWorks重新生成該標(biāo)準(zhǔn)件的三維實(shí)體模型,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸更新,從而充分發(fā)揮SolidWorks參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢,達(dá)到縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的目的。

一般來說,建模時要盡量能使模型的各個草圖完全定義,以保證模型的正確更新和生成,同時利用零件本身的幾何約束及對稱關(guān)系來簡化建模過程。在零件參數(shù)的確定上,主要考慮參數(shù)表達(dá)的工程意義,盡可能使零件的關(guān)鍵尺寸得到體現(xiàn),在此基礎(chǔ)上,同時考慮參數(shù)對二次開發(fā)的簡便性?。下面以螺栓為例詳細(xì)介紹如下。

在建模時,草圖的定位、幾何約束關(guān)系和適當(dāng)添加方程式等方面需要特別注意,避免在使用VB進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)時出現(xiàn)如實(shí)體變形、草圖的過定義、某些特征發(fā)生沖突等問題,從而導(dǎo)致參數(shù)化設(shè)計(jì)的失敗。因?yàn)槿SCAD的草圖和二維CAD的工程圖并不一樣,二維CAD軟件是面向圖紙的,只要標(biāo)注的主要尺寸正確,就可以實(shí)現(xiàn)對零件的正確表達(dá)。而三維CAD軟件中,草圖是生成各種特征的基礎(chǔ),草圖實(shí)體之間的位置有嚴(yán)格的限制。因此,在螺栓的建模過程中要特別注意草圖的繪制,草圖必須完全定位好,約束好,這樣才能起到事半功倍的作用。
以六角頭螺栓建模為例,其主要參數(shù)有:螺紋規(guī)格d、六角頭厚度K、螺栓長度L、螺紋長度B、六角頭內(nèi)切圓直徑S。

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2.4標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫的建立

標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫可以用Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來建立,以便通過程序調(diào)用其中的參數(shù),對標(biāo)準(zhǔn)件庫中實(shí)體模板的尺寸更新,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。在用Access建立標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫時,需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件的主要尺寸變量確定其參數(shù)表,例如六角頭螺栓參數(shù)表見表1。

2.5VB程序設(shè)計(jì)與開發(fā)

VB程序設(shè)計(jì)包括2個方面的內(nèi)容:一是程序界面的設(shè)計(jì)與開發(fā);二是參數(shù)調(diào)用和驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)。程序界面應(yīng)該簡單明了,使用方便。程序界面應(yīng)包括需要創(chuàng)建的零件的型號、類型及相應(yīng)的規(guī)格的選項(xiàng)與對應(yīng)的預(yù)覽圖,另外還應(yīng)該包含程序執(zhí)行、結(jié)束按鍵等,如圖2所示。

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圖2中設(shè)置了3個單選按鈕,其中在墊圈和螺栓下面還設(shè)置了一個組合框,組合框可以選擇墊圈和螺栓的規(guī)格,然后每一種規(guī)格可以通過型號上面的組合框選擇各種各樣的型號。右邊是零件的預(yù)覽。下面是2個命令按鈕,即開始按鈕及結(jié)束按鈕。參數(shù)調(diào)用和驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)了對標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫中參數(shù)的調(diào)用,并通過這些參數(shù)驅(qū)動S0lidworks更新標(biāo)準(zhǔn)件庫中實(shí)體模板的尺寸,生成新的實(shí)體模型。這涉及到怎樣連接數(shù)據(jù)庫和連接并驅(qū)動SolidWorks的問題。

建立標(biāo)準(zhǔn)件庫需要涉及到標(biāo)準(zhǔn)件模型的尺寸驅(qū)動,尺寸驅(qū)動程序編寫比較麻煩,采用"錄制宏+修改宏"的方法,可以簡化編程工作量。錄制宏的方法如下:啟動SolidWorks的宏錄制功能,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件模板的實(shí)體建模,完成之后,選擇其中的"特征-草圖"按鈕,在實(shí)體工作區(qū),雙擊所建實(shí)體的某一部分特征,可以查看與該特征相關(guān)的尺寸,雙擊某一尺寸可以對其進(jìn)行修改,將有關(guān)尺寸修改為標(biāo)準(zhǔn)件某一型號的尺寸,從而生成該型號的實(shí)體模型。最后,停止宏錄制后得到一個宏文件(宏內(nèi)部編程),然后復(fù)制并粘貼宏代碼到VB中,對代碼做一定的修改,用變量代替宏代碼中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

這些變量的數(shù)據(jù)來自于零件參數(shù)數(shù)據(jù)庫下零件的數(shù)據(jù)表,通過程序驅(qū)動變量,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)體模型的快速創(chuàng)建。螺栓參數(shù)化設(shè)計(jì)中切出、退刀槽及關(guān)鍵部位倒圓角的操作,根據(jù)設(shè)計(jì)者給出的關(guān)鍵參數(shù)在程序內(nèi)部自動執(zhí)行,無需人工干預(yù)。

3 結(jié)束語

SolidWorks是一套基于windows平臺的CAD軟件系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),目前已成為微機(jī)平臺上的主流三維設(shè)計(jì)軟件。然而,由于該軟件是國外開發(fā)的,沒有帶符合我國標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)件庫,給設(shè)計(jì)者帶來很多不便。為此,本文在分析SolidWorks環(huán)境下用VB開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫原理與方法的基礎(chǔ)上,提出了一種標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)流程,研究了通過高級語言(VB、VC)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件參數(shù)庫來驅(qū)動SolidWorks中API函數(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件三維實(shí)體造型的方法,揭示了標(biāo)準(zhǔn)件庫開發(fā)的一般規(guī)律。結(jié)合螺栓、螺母、墊圈等常用標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā),為企業(yè)自主建立標(biāo)準(zhǔn)件庫和參數(shù)化產(chǎn)品零件庫提供了范例和可以借鑒的方法,具有較好的實(shí)際應(yīng)用價值。

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