摘要:產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)是ｃａｄ技術(shù)研究的重點(diǎn)之一,也是企業(yè)信息化工程的重要組成部分。提出了在ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ平臺(tái)上運(yùn)用高級(jí)編程語言建立產(chǎn)品部件的三維參數(shù)化ｃａｄ系統(tǒng)的方法,并介紹了系統(tǒng)構(gòu)建中一些關(guān)鍵技術(shù)。

    關(guān)鍵詞:ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ;參數(shù)化ｃａｄ系統(tǒng);ｖｉｓｕａｌｂａｓｉｃ

    1　前言

    為了提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率,提高企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)的能力,多年來,許多企業(yè)一直致力于產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成產(chǎn)品的參數(shù)化ｃａｄ系統(tǒng),可以避免大量的重復(fù)勞動(dòng),從而極大地提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率,縮短產(chǎn)品的研發(fā)或改型時(shí)間。

    三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)使產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ就是優(yōu)秀的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件之一。它不僅可以方便地生成三維實(shí)體并可自動(dòng)生成二維工程圖,同時(shí)其三維實(shí)體與二維工程圖信息全相關(guān)。其中任意一方的更改都會(huì)引起另一方相應(yīng)信息的自動(dòng)更新,從而解決了以往二維軟件尺寸與圖形脫節(jié)的問題。此外ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ不僅能讓設(shè)計(jì)者所見即所得地看到設(shè)計(jì)的結(jié)果,而且能進(jìn)行裝配體的干涉檢查等。其強(qiáng)大的三維參數(shù)化功能為產(chǎn)品的參數(shù)化ｃａｄ系統(tǒng)的開發(fā)提供了有力的支持。

    2　系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境及創(chuàng)建流程

    2.1　相關(guān)軟硬件環(huán)境及編程語言

    (1)硬件環(huán)境:奔ⅳ以上的ｃｐｕ,內(nèi)存256ｍ以上,顯存128ｍ;
    (2)軟件平臺(tái):ｗｉｎｄｏｗｓ2000或ｗｉｎｄｏｗｓｘｐ,ｓｏｌｉｄ ｗｏｒｋｓ2003;
    (3)編程語言及數(shù)據(jù)庫技術(shù):ｖｉｓｕａｌｂａｓｉｃ6.0,ｍｉ ｃｒｏｓｏｆｔａｃｃｅｓｓ2000;

    2.2　系統(tǒng)創(chuàng)建的流程

    (1)分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),進(jìn)行尺寸分類;
    (2)產(chǎn)品部件的建模;
    (3)建立必要公差的數(shù)據(jù)庫;
    (4)編制控制程序;
    (5)將系統(tǒng)目錄添加到ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ菜單。

    3　系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)

    3.1　尺寸的分類原則

    部件參數(shù)化的關(guān)鍵是將尺寸進(jìn)行合理地分類,分類依據(jù)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)尺寸的不同功能。由此篩選出主動(dòng)尺寸和從動(dòng)尺寸。主動(dòng)尺寸是可以自主變化的尺寸,從動(dòng)尺寸是隨其他尺寸變化而變化的尺寸。其中主動(dòng)尺寸又分為外部主動(dòng)尺寸和內(nèi)部主動(dòng)尺寸,前者是指為滿足來自產(chǎn)品外部或者產(chǎn)品內(nèi)部其它部件間的約束關(guān)系而需自主變化的尺寸,后者是指部件內(nèi)部自主變化的尺寸。主動(dòng)尺寸越多系統(tǒng)的柔性越大,但用戶需要輸入的尺寸也越多,系統(tǒng)的自主性越低;反之,從動(dòng)尺寸越多,系統(tǒng)的傻瓜化程度越高,但系統(tǒng)的柔性降低,適應(yīng)性較差。因此,分類的原則是在滿足基本設(shè)計(jì)要求的前提下,盡量減少主動(dòng)尺寸的數(shù)量。

    3.2　部件的建模技術(shù)

    建模是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ提供了自頂向下與自底向上2種方法。筆者采用的是以自頂向下為主自底向上為輔的建模方法,主要零件均在裝配體環(huán)境下自頂向下關(guān)聯(lián)建模。這樣使部件的各組件可以相互參照,大部分的關(guān)聯(lián)關(guān)系都由系統(tǒng)自動(dòng)添加,一些無法由系統(tǒng)直接添加的關(guān)聯(lián)關(guān)系再通過添加方程式一一添加;部件中用到的標(biāo)準(zhǔn)件直接運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)件庫中事前建立的標(biāo)準(zhǔn)件,直接裝配到裝配體中,以盡量減少常用件的重復(fù)建模過程。

    3.3　編程語言的選擇及實(shí)現(xiàn)技術(shù)

    ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ自動(dòng)錄制的宏程序是用ｖｂ編制的,所編制的宏程序可以直接嵌入到ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的菜單下。為了盡可能少的編寫代碼�？蛇x用ｖｉｓｕａｌｂａｓｉｃ作為編程語言。具體實(shí)現(xiàn)方法:在部件建模完成后,新建一宏文件,在該宏文件內(nèi)編寫代碼,由于裝配體內(nèi)的名稱很多,有時(shí)很難確定代碼操作的對(duì)象,可以先通過在模型文件內(nèi)對(duì)相應(yīng)的對(duì)象做相關(guān)的操作并錄制宏文件,將需要的代碼從錄制的宏文件里復(fù)制到剛建的宏文件內(nèi),將主動(dòng)尺寸及一些公差的實(shí)值轉(zhuǎn)換成變量,利用ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中相關(guān)的ａｐｉ函數(shù)及數(shù)據(jù)庫知識(shí),將變量鏈接到用戶的輸入窗口及數(shù)據(jù)庫中,并編寫模型重建及保存設(shè)計(jì)結(jié)果的代碼。此外,利用ｖｂ建立與用戶交互的一系列窗口,完畢后將該宏文件插入到ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的某一菜單即可使用。

    3.4　尺寸隱藏/顯示及零件的閃爍技術(shù)

    部件通常由多個(gè)零件組成,每個(gè)零件又有很多尺寸,顯示在裝配體上往往是密密麻麻,不易分辨清楚,給用戶操作帶來不便。為了讓用戶能迅速明了需要輸入的是什么尺寸,應(yīng)采取相應(yīng)的措施。通過編程控制尺寸的顯示與隱藏,當(dāng)要求用戶輸入某一尺寸時(shí),該尺寸會(huì)顯示在三維裝配體模型上,而其他的尺寸均隱藏起來;同時(shí)為了讓用戶明白要輸入的尺寸是哪個(gè)零件的尺寸,這個(gè)零件在相關(guān)尺寸出現(xiàn)時(shí)能不斷閃爍以示與其他零件的區(qū)別。其中使顏色變化的代碼如下:

ｐａｕｓｅｔｉｍｅ=0.5、設(shè)置暫停時(shí)間。
　 ｓｔａｒｔ=ｔｉｍｅｒ、設(shè)置開始暫停的時(shí)刻
　 ｎｕｍｂｅｒ=0
ｆｏｒｎｕｍｂｅｒ=0ｔｏ10

　 ｉｆ(ｎｕｍｂｅｒｍｏｄ2=0)ｔｈｅｎｐａｒｔ.ｓｅｌｅｃｔｂｙｉｄ”短導(dǎo)柱-1@塞拉門左門承載部件”,”ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ”,0,0,0:ｐａｒｔ.ａｎｄｓｅｌｅｃｔｂｙｉｄ”短導(dǎo)柱—2@塞拉門左門承載部件”,”ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ”,0,0,0

ｄｏｅｖｅｎｔｓ
　 ｉｆ(ｎｕｍｂｅｒｍｏｄ2=1)ｔｈｅｎｐａｒｔ.ｃｌｅａｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎ
ｄｏｅｖｅｎｔｓ
ｄｏｗｈｉｌｅｔｉｍｅｒ<ｓｔａｒｔ+ｐａｕｓｅｔｉｍｅ
　 ｌｏｏｐ
　 ｓｔａｒｔ=ｔｉｍｅｒ
ｎｅｘｔｎｕｍｂｅｒ

    3.5　系統(tǒng)應(yīng)用程序菜單添加技術(shù)

    應(yīng)用程序的生成環(huán)境有2種:(1)在ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ自帶的ｖｉｓｕａｌｂａｓｉｃ環(huán)境下編程,這種環(huán)境下生成的宏程序可以直接添加到ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ界面已有的菜單下,具體方法是先將該宏文件保存在ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ所在目錄下的ｍａｃｒｏｓ文件夾下,再通過ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的工具菜單下的自定義菜單將該宏文件添加到某一菜單;(2)在獨(dú)立的ｖｉｓｕａｌｂａｓｉｃ環(huán)境下編程,將所需的ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ庫文件引用到程序中,編寫所需的參數(shù)化代碼,同時(shí)運(yùn)用ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓａｐｉ函數(shù)中的添加新菜單函數(shù)編寫添加到ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ界面的新菜單代碼,將應(yīng)用程序生成ｄｌｌ文件,再將其作為ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ的一個(gè)插件加入到ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ界面。

    4　結(jié)語

    企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì),多年來一直是企業(yè)及科研院所探求的重要課題。隨著三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的異軍突起及不斷完善,基于三維實(shí)體的參數(shù)化ｃａｄ必將成為業(yè)內(nèi)人士研究的焦點(diǎn)。所實(shí)現(xiàn)的部件的參數(shù)化ｃａｄ系統(tǒng)雖然確實(shí)能為企業(yè)某一方面的設(shè)計(jì)起到一定的作用,但系統(tǒng)的功能還不夠強(qiáng)大,離整個(gè)產(chǎn)品的參數(shù)化還有相當(dāng)?shù)木嚯x,今后,仍將需要不斷地探索,力求完善。

參考文獻(xiàn):
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