典型電氣產(chǎn)品參數(shù)化技術(shù)研究

高智箭，吉利，張泳

（1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051）

（2.天津航空機(jī)電有限公司，天津 300308）

典型電氣產(chǎn)品參數(shù)化技術(shù)研究

高智箭1，吉利2，張泳1

（1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300051）

（2.天津航空機(jī)電有限公司，天津 300308）

采用SolidWorks軟件作為支撐平臺(tái)，用VB對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，提出一種接觸器零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)零件的參數(shù)化分析，利用編程來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)化生成，達(dá)到了縮短設(shè)計(jì)周期的目的。

SolidWorks；二次開(kāi)發(fā)；接觸器鐵心；參數(shù)化設(shè)計(jì)

1 引言

在電氣領(lǐng)域中，接觸器是一種典型的電氣產(chǎn)品，廣泛用作電力主回路的開(kāi)斷和控制電路。在對(duì)接觸器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)用到結(jié)構(gòu)相同或相似，尺寸卻不同的情況，通常采用的方法是將每個(gè)零件都單獨(dú)設(shè)計(jì)，但是此方法占用了設(shè)計(jì)人員大部分的精力和時(shí)間，增加了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。隨著新的設(shè)計(jì)軟件和技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，可以加快CAD設(shè)計(jì)的過(guò)程。

SolidWorks是基于Windows的CAD桌面集成系統(tǒng)，是在繼承和總結(jié)了大型機(jī)械CAD軟件的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的一款三維CAD軟件 ，它可以十分方便地實(shí)現(xiàn)零件造型、裝配和生成。

SolidWorks與以前的CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)相比具有以下特性：

（1）有直觀的 Windows用戶界面和強(qiáng)大的實(shí)體建模功能；

（2）具有方便管理的特征管理員歷史樹(shù)；

（3）雙向關(guān)聯(lián)的尺寸驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

但是SolidWorks并不是十全十美的，無(wú)法完全滿足特定企業(yè)的特殊要求。因此，為了滿足特定企業(yè)的特殊要求，提高生產(chǎn)效率，就必須對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。本研究通過(guò)SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)出一種接觸器鐵心的參數(shù)化設(shè)計(jì)方案。

2 SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)

SolidWorks軟件提供了完整的、免費(fèi)的開(kāi)發(fā)工具(API)，提供了Visual C++、VB、VBA(宏記錄)、Delphi等支持COM（Component Object Model，組件對(duì)象模型）或OLE（Object Linking and Embedding，對(duì)象鏈接與嵌入）的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言接口，用于SolidWorks二次開(kāi)發(fā)，從而在用戶自己開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件中實(shí)現(xiàn)諸如生成直線、構(gòu)造實(shí)體、檢查曲面表面參數(shù)等幾乎所有SolidWorks軟件的現(xiàn)有功能，用戶也可以創(chuàng)建出專用的SolidWorks功能模塊。

3 利用VB二次開(kāi)發(fā)的步驟

Visual Basic具有易用、易學(xué)、程序開(kāi)發(fā)周期短、有可視化設(shè)計(jì)界面等特點(diǎn)。通過(guò)VB來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)，需要按照一定的步驟來(lái)進(jìn)行，具體的步驟如下：

（1）通過(guò)代碼使應(yīng)用程序連接Solidworks，并新建零件圖。

（2）確定能反映零件特征的尺寸參數(shù)，并以此作為設(shè)計(jì)變量，同時(shí)確定尺寸之間的相互關(guān)系；

（3）利用VB進(jìn)行用戶界面的設(shè)計(jì)，創(chuàng)建程序運(yùn)行界面。

（4）使用VB提供的方法和屬性，直接調(diào)用SolidWorks的API函數(shù)編寫程序代碼，實(shí)現(xiàn)三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)以及模型的編輯，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形體的零件造型。這種方法要求開(kāi)發(fā)人員對(duì)SolidWorks的API函數(shù)非常精通，對(duì)于一般初學(xué)者來(lái)說(shuō)略有難度。一個(gè)簡(jiǎn)單且實(shí)用的方法是先在SolidWorks中進(jìn)行宏錄制，獲得宏操作代碼，然后將修改后的程序復(fù)制添加到VB程序代碼的相應(yīng)部分，最后編輯、修改、調(diào)試以達(dá)到要求，通過(guò)程序驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)變量實(shí)現(xiàn)模型的創(chuàng)建和更新。這種編程方法較簡(jiǎn)單，通用性好。開(kāi)發(fā)者可根據(jù)自己對(duì)API掌握的熟悉程度，選擇適合自己的方法進(jìn)行程序代碼的編寫；

（5）通過(guò)變化尺寸實(shí)現(xiàn)任意相似零件三維模型的創(chuàng)建。

4 接觸器鐵心的參數(shù)化設(shè)計(jì)

圖1 尺寸參數(shù)定義

4.1 基本參數(shù)的確定

零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，首先要確定能反映零件外形的主要尺寸值作為變量，以此變量來(lái)控制零件的外形尺寸。

定義各尺寸值的參數(shù)，如圖1所示。支撐腳的基本參數(shù)為：外形尺寸h1、外形尺寸h2、外形尺寸b1、外形尺寸b2、外形尺寸b3、厚度d。

4.2 應(yīng)用程序界面

利用VB建立應(yīng)用程序界面，如圖2所示參數(shù)輸入界面。當(dāng)運(yùn)行時(shí)，只需要根據(jù)實(shí)際情況在對(duì)應(yīng)參數(shù)部分輸人數(shù)值，然后點(diǎn)擊生成鐵心，就可以建立所需要的零件模型。

圖2 參數(shù)輸入界面

4.3 程序代碼的編寫

對(duì)于程序代碼的編寫，簡(jiǎn)單實(shí)用的方法是使用SolidWorks宏功能，把零件模型繪制的全過(guò)程錄制成宏文件，提出宏文件中與模型生成有關(guān)的關(guān)鍵函數(shù)，找到模型尺寸對(duì)應(yīng)的參數(shù)，弄清關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整對(duì)零件的變化，用變量把關(guān)鍵參數(shù)替換成能被VB調(diào)用的應(yīng)用程序，通過(guò)程序的驅(qū)動(dòng)變量實(shí)現(xiàn)模型的建立和更新。

關(guān)鍵代碼如下:

Set swApp = CreateObject ("SldWorks.Application")

swApp.Visible = True

strfilename = App.Path&" 零件1.SLDPRT"

Set Part = swApp.OpenDoc4(strfilename, 1, 0, "", longstatus)

Set Part = swApp.ActivateDoc(" 零件1 ")

……..

Part.Parameter("h1@草圖1" & strfilename).SystemValue = h1 / 1000

Part.Parameter("h2@草圖1" & strfilename).SystemValue = h2 / 1000

Part.Parameter("b1@草圖1" & strfilename).SystemValue = b1 / 1000

…….

Set myFeature = Part.FeatureManager.FeatureExtrusion2(True, False, False, 0, 0, d, 0, False, False, False, False, 0.01745329251994, 0.01745329251994, False, False, False, False, True, True, True, 0, 0, False)

Part.EditRebuild

這種方法編程的優(yōu)點(diǎn)是，通用性好且方便簡(jiǎn)單。

4.4 程序運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行程序，點(diǎn)擊“生成零件”，生成一個(gè)新的零件環(huán)境，在文本框中輸入相對(duì)應(yīng)的數(shù)值，例如：外形尺寸h1為20mm、外形尺寸h2為15mm、外形尺寸b1為5mm、外形尺寸b2為5mm、外形尺寸b3為5mm、厚度d為1mm，然后點(diǎn)擊“生成鐵心”，建立與用戶輸入數(shù)值相對(duì)應(yīng)的零件模型。如圖3所示。

圖3 程序生成接觸器鐵心

4.5 產(chǎn)品模型的自動(dòng)裝配

裝配路徑是虛擬裝配系統(tǒng)中零件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，取得零件的裝配路徑信息有兩種方法:

（1）用戶利用虛擬裝配環(huán)境進(jìn)行人機(jī)交互操作來(lái)指定裝配路徑。采用拆卸的方式，依次記錄每一個(gè)零件在拆卸過(guò)程的路徑關(guān)鍵點(diǎn)，然后進(jìn)行求逆運(yùn)算，擬合成一條裝配路徑。

（2）用戶根據(jù)裝配體的裝配形式和特點(diǎn)，通過(guò)歸類將裝配零件劃分成幾種裝配類別，然后通過(guò)用戶指定零件裝配類別，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出各零件的裝配路徑關(guān)鍵點(diǎn)。

本研究使用了第一種方法先將接觸器進(jìn)行組裝，將生成的零件調(diào)入接觸器模型并設(shè)計(jì)裝配路徑。圖4為組裝好的接觸器。

Parametric Design Technology on Typical Electrical Products

Taking the SolidWorks software as the supporting platform, the parametric design method of Contactor core parts is provided based on the further development using VB in this paper. By means of the parametric analysis of parts, the parametric creation is achieved by programming, which can get the goal of shortening design cycle.

SolidWorks; Further development; Contactor core; Parametric design

B

1003-0492(2015)02-0092-02

TP273