基于Solid Works二次開發(fā)的立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究

孫志洋，仲梁維，魯康東，石海林

（上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，上海200093）

0 引 言

二次開發(fā)是提高產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)效率的有效手段，也是二十一世紀(jì)制造業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。面對(duì)日漸激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭，企業(yè)能否在最短的時(shí)間內(nèi)快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求，將是決定企業(yè)能否生存和發(fā)展的關(guān)鍵。為了在市場(chǎng)競(jìng)爭中取得優(yōu)勢(shì)，企業(yè)需要不斷革新技術(shù)縮短開發(fā)周期、提高開發(fā)效率和降低開發(fā)成本，二次開發(fā)憑借更貼近現(xiàn)代設(shè)計(jì)的理念和思想，博得了越來越多產(chǎn)品開發(fā)工程師的青睞。工程師可以在產(chǎn)品開發(fā)過程中利用二次開發(fā)，建立模型模版，保存到模型庫中，開發(fā)中用到同類零件時(shí)，直接從模型庫中調(diào)取，通過參數(shù)化驅(qū)動(dòng)進(jìn)而快速獲得自己想要的零件，這樣減少了大量重復(fù)的工作，提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。

SolidWorks的參數(shù)化和特征造型技術(shù)，能方便、快捷地創(chuàng)建幾乎任何復(fù)雜形狀的實(shí)體，可以滿足絕大部分工程設(shè)計(jì)的需要。SolidWorks采用統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，全數(shù)據(jù)相關(guān)，任何一個(gè)功能模塊中對(duì)零件的修改都會(huì)自動(dòng)反映到其他模塊中。本文以基于Solid-Works參數(shù)化設(shè)計(jì)的立罐系統(tǒng)開發(fā)來說明Solid-Works在產(chǎn)品開發(fā)中的強(qiáng)大作用。

1 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)

1.1 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)簡介

立罐開發(fā)系統(tǒng)采用了SolidWorks二次開發(fā)技術(shù)，使用VB.net為高級(jí)編程語言，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SQL sever中，在VB.net中創(chuàng)建ActiveX DLL工程，根據(jù)項(xiàng)目的具體要求編寫代碼和開發(fā)若干用戶界面的插件并插入SolidWorks中，并在工程中添加對(duì)SolidWorks類庫的引用，且將編寫好的代碼連接為DLL文件，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。

1.2 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程

用戶根據(jù)自己的設(shè)計(jì)參數(shù)要求按照模板用excel制作一個(gè)BOM表，然后進(jìn)入立罐設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將BOM表導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，然后再從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)到VB.net的程序中，最后按照需要在系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)模型模板生成新產(chǎn)品的三維模型和生成工程圖。流程如圖1所示。

1.3 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的參數(shù)化程序

參數(shù)化程序是通過修改三維軟件系統(tǒng)建立模型時(shí)自動(dòng)生成的設(shè)計(jì)變量來驅(qū)動(dòng)生成零件的尺寸，Solid-Works在建模過程中會(huì)自動(dòng)生成系統(tǒng)變量，并給每個(gè)變量賦予名稱，這些程序代碼都是比較簡潔的，因此在參數(shù)化驅(qū)動(dòng)時(shí)只需要修改這些變量的值就可以按照需要驅(qū)動(dòng)生成新的尺寸。

圖1 立罐開發(fā)系統(tǒng)工作流程圖

下面是立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)筒體驅(qū)動(dòng)的一些程序：

Sw App=GetObject（""，"sldworks.application"）'獲得SolidWorks對(duì)象

part=Sw App.ActiveDoc

part=Sw App.OpenDoc6（destination Directory Name&"＼立罐.SLDASM"，2，0，""，longstatus，longwarnings）'打開裝配體文件筒體尺寸驅(qū)動(dòng)

part=Sw App.ActiveDoc part.Parameter（"D2＠草圖1＠筒體-1＠立罐.SLDASM"）.SystemValue=Val（datacheckliguan1.TextBox89.Text）／1000'筒體直徑part.Parameter（"D1＠草圖1＠筒體-1＠立罐.SLDASM"）.System Value=Val（datacheckliguan1.TextBox90.Text）／1000'筒體厚度

boolstatus=part.EditRebuild3

part=Sw App.ActiveDoc

2 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

本文中的立罐是壓力容器的一種，屬于立式壓力容器，按壓力等級(jí)分屬于低壓壓力容器，級(jí)別為II類，設(shè)計(jì)時(shí)需要按照GB150并且滿足《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》。原本的設(shè)計(jì)方法是用三維軟件繪制，然而用分析軟件進(jìn)行力學(xué)性能的分析和檢核花費(fèi)的時(shí)間比較長，新的產(chǎn)品還需要重新建模。本文利用VB.net作為編程語言對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā)，做成人工交互界面，只要導(dǎo)入相關(guān)參數(shù)即可進(jìn)行快速設(shè)計(jì)，大大地縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提高了效率。

2.1 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體模塊劃分

為了方便設(shè)計(jì)和滿足客戶的需求，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模塊劃分。模塊劃分根據(jù)具體階段可分為面向設(shè)計(jì)的模塊劃分、面向制造的模塊劃分和面向使用和維修的模塊劃分。本文主要涉及的是根據(jù)各組成部分功能上的相關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行的面向設(shè)計(jì)的模塊劃分，如圖2所示。

2.2 立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SQL Server中，SQL Server是Microsoft公司推出的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。具有使用方便、可伸縮性好與相關(guān)軟件集成度高等優(yōu)點(diǎn)，SQL Server是一個(gè)全面的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，使用集成的商業(yè)智能 （BI）提供了企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)管理。SQL Server數(shù)據(jù)庫引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲(chǔ)功能，使您可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序，因此可以滿足SolidWorks二次開發(fā)的要求。

圖2 立罐的模塊劃分

2.3 三維模型部分特征的壓縮與解壓縮功能的實(shí)現(xiàn)

由于不同合同號(hào)的產(chǎn)品可能存在一些特征上的差異，比如合同號(hào)a產(chǎn)品中存在法蘭n但是在合同號(hào)b的產(chǎn)品中卻不存在。為了解決這個(gè)問題，在建立模型模板時(shí)盡可能將所有特征都建立出來，在VB.net程序中通過編寫代碼將那些需要壓縮的特征賦予壓縮與解壓縮功能，這樣可解決不同合同號(hào)產(chǎn)品特征不同的問題。具體實(shí)施時(shí)，在SolidWorks里進(jìn)行壓縮與解壓縮的宏錄制，并且將代碼整理好寫進(jìn)VB.net程序中即可。

3 設(shè)計(jì)實(shí)例

如圖3，首先進(jìn)入快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，然后導(dǎo)入事先用excel做好的含有具體設(shè)計(jì)參數(shù)的BOM表。

圖3 BOM表的導(dǎo)入

然后點(diǎn)擊信息核對(duì)出現(xiàn)圖4的界面，由設(shè)計(jì)師進(jìn)行信息核對(duì)。

設(shè)計(jì)人員確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊確認(rèn)鍵，進(jìn)行新的產(chǎn)品三維模型的生成和工程圖生成，如圖5。

圖4 信息校核界面

圖5 立罐模型

4 結(jié)束語

本文利用SolidWorks二次開發(fā)對(duì)立罐快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)研究，本實(shí)例開發(fā)了人機(jī)交互界面，設(shè)計(jì)師只需將數(shù)據(jù)導(dǎo)入即可進(jìn)行快速設(shè)計(jì)，簡化了原本復(fù)雜的工作，縮短了設(shè)計(jì)周期，同時(shí)也極大地提高了工作效率，為企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭中帶來極大的優(yōu)勢(shì)。

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