基于Solidworks 的產品系列化設計系統初探

陳德航 溫 麗（四川職業技術學院 四川 遂寧 629000）

0 引言

SolidWorks是基于Windows平臺面向產品級的三維CAD軟件，可以十分方便地實現復雜的三維零件實體造型、復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，還可通過網絡方便地共享CAD文件，實施協同工作。

我國閥門企業產品種類少、質量低、泄漏嚴重、壽命短等缺點，提高豐富產品種類以提高產品競爭能力。本文結合閥門企業實際狀況，闡述了SolidWorks環境下閥門產品系列化設計系統的開發過程。

該系統能夠減少設計人員大量反復工作，避免不必要的錯誤，并用自動化建模代替人工建模，節省設計者的實踐和精力，降低設計成本。同時，最大限度的減少建模過程中人的參與，因此能大大降低對設計者使用三維軟件水平的要求，能夠節省人力物力。

1 系統總體框架

本文選用Solidworks軟件為造型工具，以此為平臺，充分利用Solidworks軟件的各項功能進行參數化設計和系列化設計。最后，用API函數結合VB進行二次開發，進行系列化系統設計。

系統開發的目標是：界面簡潔、操作簡單；要求系統數據存儲安全可靠，并能夠方便的對數據進行管理；系統各模塊分類清晰、明確；要求各模塊獨立性強、易于維護升級。

本系統包括的模塊有：登錄界面模塊、數據庫管理模塊、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提供人機交互接口，方便用戶進行管理。為了保障系統的安全，要求對系統使用者進行檢驗，只有注冊過的設計者才能使用本系統軟件。

1.2 數據庫管理模塊 該模塊是系統所有數據的存儲位置，采用統一的數據模式，能夠最大的共享數據資源，和對數據庫進行管理。

1.3 三維建模模塊 該模塊是系統的主要功能模塊，在前面章節中已重點介紹了三維模型庫的建立過程。模塊設計中，將以此模塊為基礎，結合SoIidWorksAPI二次開發接口函數，進行編程應用，實現閥門系列化設計。

1.4 操作管理模塊 該模塊實現對系統的維護以及其它輔助功能。

本系統的主功能結構如圖1所示。

圖1 系列化系統功能圖

2 系統設計重點

在建模過程中，配置可用于單一文件中，讓零件或裝配體進行多個設計變化。通過它可以開發和管理不同尺寸、零部件或其它參數的模型。產品系列化設計時，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，需要對尺寸值進行數學計算時，用方程式可完成任務。在零件和裝配體中均可用到方程式。同時，為了改變受方程式驅動的從動尺寸，可以壓縮方程式，恢復原來的值。

通過SolidWorks二次開發進行參數化設計，從而使SolidWorks適應設計需求。參數化設計方法是將零部件實體建模中產生的參數用變量代替，通過賦予變量新值和對變量的修改，完成相似零部件的系列化設計。

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

本CAD系統設計重點在于對閥門進行系列化設計，設計思路為：采用API外層程序根據用戶要求查詢系列化零件列表，如有相應模型的系列化零件設計表，則激活顯示閥門模型；如果查詢不到，則添加實例創建零件系列設計表。

圖2 系列化模塊結構圖

在設計時，先建立了閥門三維模型，并將所有零件特征以參數形式表示后，再通過方程式、共享數值鏈接以及系列化零件表對圖形添加約束，再用VB對SolidWorks進行二次開發。具體的工作流程如圖3所示。

圖3 SolidWorks二次開發流程

啟動插件應用程序后可以執行:接受用戶數據，打開三維實體模型文件，通過View類的HasDesignTable方法檢杏設計表是否存在，通過ModeDoc2類提供的GetDesignTahle方法獲取設計表，通過DesignTable類提供的各種方法編輯設計表。通過ModelDoc2類提供的GetConfigurativnByName獲取設計表，通過ConfiguratianiManagcr類提供的get-Active-Configurativn方法激活實體顯示。

該方法綜合了多種方法的優點。將友好的界面提供給用戶，將復雜的三維實體造型及設計計算交給SolidWorks來完成，既可充分發揮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，在產品的系列設計、相似設計及專用系統開發方面有廣泛的應用。

3 結論

本文通過前述的理論研究及實例認證，基于Solidworks的閥門產品系列化設計方法，并由此而建立的二次開發插件。經過該套設計，具有以下幾方面的特點：

3.1 開放性好

本文以Visual Basic6.0為開發工具，采用Access數據庫，在SolidWorks系統上進行二次開發，建立了一個面對用戶的閥門系列化件庫的插件系統，開放性好。

3.2 優良的繼承性

由于該系統仍然依托于Solidworks環境，所以完全繼承了具Solidworks系統的一切特性。比如：基于特征的參數化造型設計功能，用戶除了調用系列化產品之外，也可以自己進行部分或完全的模型設計，也可以對系列化產品進行修改；生成的系列化零部件也可以可靠地與其他三維軟件實現數據交換與共享，安全可靠。

3.3 交互性好

本文開發的二次插件系統，采用標準的Windows菜單及對話界面，完全與Solidworks融合，用戶使用方便快捷，交互性好。

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