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                  1 引言
                  三維參數化設計方法由于其高效、簡單、可移植性強等特點,正受到越來越多的研究設計人員的關注。利用VB對SolidWorks進行二次開發便是實現三維參數化設計方法常用的手段之一。SolidWorks為用戶對其進行二次開發提供了內嵌的應用程序接口(API),任何支持OLE和COM的編程語言都可以作為開發工具,如Delphi、C++、VisualC++、VisualBasic等。

                  調節閥又稱控制閥(如圖1所示),是過程控制系統中用動力操作去改變流體流量的裝置,隨著工業自動化程度的不斷提高,已廣泛應用于冶金、電力、化工、石油、輕紡、造紙、建材等工業部門 。調節閥產品品種、規格繁多,人工設計周期較長、效率低。因此,研究Solid-Works二次開發技術在調節閥參數化設計中的應用,對于縮短調節閥產品研發周期,提高設計效率和質量,具有重要意義。
                  2 開發原理與思路
                  對SolidWorks進行二次開發主要是通過該軟件自身提供的API接口來實現的,該接口提供了大量的OLE對象(對象體系結構如圖2所示)。用戶可以借助高級編程語言作為開發平臺,在設計友好界面的同時,利用程序調用OLE對象對SolidWorks進行訪問和操作,從而實現Solid-Works的參數化建模。

                  關于開發平臺的選擇問題,可以結合開發人員的實際情況選用。對于非計算機專業的工程技術人員而言,使用VisualBasic語言作為SolidWorks的二次開發平臺比較理想。該語言規則簡單、開發效率高,所具備功能已能滿足開發要求。此外,SolidWorks宏錄制功能的VBA環境與VisualBasic語言環境完全相同,便于開發人員快速上手。
                  在采用VisualBasic6.0對SolidWorks進行二次開發過程中,通過VB編寫的應用程序為客戶端,SolidWorks為服務端,VB編寫的應用程序驅動SolidWorks完成指定的設計工作。其基本開發思路是在SolidWorks環境中,任意選擇某一型號的調節閥產品,按正確的設計關系繪制出零件模型,同時利用SolidWorks宏錄制功能獲取相關代碼,然后根據零件設計需要分析并確定模型的參數變量,通過VB編程環境設計應用程序操作界面,以尺寸驅動方式實現對調節閥零件的設計。由于調節閥多為系列化產品,零件結構相似程度較高,因此VB應用程序在設計時,可以通過建立Access數據庫,為用戶提供零件設計時所需參數。該開發思路的工作流程如圖3所示。

                  3 應用實例
                  下面結合調節閥閥座的參數化設計,闡述基于VB和SolidWorks的二次開發技術在調節閥參數化設計中的應用。
                  3.1 模型特征繪制
                  SolidWorks是一套基于特征建模的三維軟件,它以草圖的形狀和尺寸為基礎,通過“拉伸”、“旋轉”、“掃描”、“放樣”命令將2D草圖轉換為3D實體模型,然后在上述模型的基礎上進行“切除”、“圓角”、“倒角”、“鉆孔”等操作,完成單個零件的制作。
                  電動調節閥零件結構大多數具有回轉體特征,在繪制模型時常用“拉伸”、“旋轉”命令。繪制調節閥閥座零件模型如圖4所示。

                  3.2 確定變量參數與約束
                  為了使后續程序能夠方便地調用、修改模型參數,應結合模型的設計要求選擇和命名參數變量,添加必要的尺寸約束關系。調節閥閥座設計變量參數及約束關系如下:
                  Extrude1——頂部特征圓直徑:D1、頂部特征圓長度:H1;
                  Extrude2——退刀槽直徑:D2;
                  Extrude3——外螺紋公稱直徑:D3,外螺紋長度:H2;
                  Cut-Extrude1——中心孔直徑:D4,中心孔長度:H;
                  Cut-Extrude2——工藝孔直徑:D5,工藝孔孔深:HD,工藝孔孔距:L;
                  Cut-Revolve1——工藝孔錐體部分。
                  對于繪制工藝孔錐體部分的草圖,需要為其添加約束條件“HoleRadius@Sketch6”=“Exclude2_D1@Sketch5”/2,使工藝孔錐體底部半徑與工藝孔孔徑成1:2的關系。
                  具體操作為:打開繪制好的閥座模型,在工藝孔草圖中將孔徑名稱命名為Exclude2_D1,在工藝孔錐體草圖中將錐體底部半徑命名為HoleRadius,然后在菜單欄“Tools”選擇“Equations”,在彈出的對話框中加入上述約束條件即可。
                  3.3 建立動態鏈接
                  啟動VisualBasic6.0新建標準exe工程,在“工程”→“引用”中選擇需要加載的類型庫文件,主要包括:SldWorks 2007 Type Library、SolidWorks 2007 Constant Type Library、SolidWorks2007 Commands Type Library和SolidWorks 2007 Exposed Type Libraries for add-inuse。加載類型庫文件后,初步建立了VB與SolidWorks之間的通信連接,使得VB能夠調用SolidWorks的對象、方法和屬性。
                  3.4 設計用戶訪問界面
                  根據上面所確定的變量參數,設計閥座參數,定義用戶界面,如圖5所示。

                  3.5 模型更新程序
                  要使變量參數能夠驅動模型庫中的模型,實現模型的自動更新,在完成上述步驟,還需要通過模型更新程序來驅動。部分調節閥閥座模型自動更新程序如下。
                  SetswApp=CreateObject(″SldWorks.Application″) '打開SolidWorks接口為調用其API函數做準備
                  swApp.Visible(True) '啟動SolidWorks,使其窗口可視
                  Set Part=swApp.OpenDoc(MyPath+″\Class_閥座.SLDPRT″,swDocPART) '調用零件庫模型
                  If Part Is Nothing Then
                  ExitSub
                  Else
                  Set Part=swApp.ActivateDoc(″Class_閥座.SLDPRT″) '激活模型,使模型可修改
                  End If
                  Part.Parameter(″TopDiameter@Sketch1″).SystemValue=Class_Top '頂圓直徑D1
                  Part.Parameter(″D1@Extrude1″).SystemValue=Class_Extrude1_D1 '頂部長度H1
                  Part.Parameter(″MidDiameter@Sketch2″).SystemValue=Class_Mid '退刀槽直徑D2
                  Part.Parameter(″D1@Extrude2″) .SystemValue=Class_Extrude2_D1 '退刀槽長度H-H1-H2
                  Part.Parameter(″DownDiameter@Sketch3″).SystemValue=Class_Down '外螺紋公稱直徑D3
                  Part.Parameter(″D1@Extrude3″) .SystemValue=Class_Extrude3_D1 '外螺紋長度H2
                  Part.Parameter(″Exclude1_D1@Sketch4″).SystemValue=Class_Exclude1_D1 '中心孔直徑D4
                  Part.Parameter(″Exclude2_D1@Sketch5″).SystemValue=Class_ScrewHoleDia '工藝孔直徑D5
                  Part.Parameter(″HoleDistance@Sketch5″).SystemValue=Class_ScrewHoleDis '工藝孔孔距L
                  Part.Parameter(″D1@Cut-Extrude2″).SystemValue=Class_ScrewHoleDepth '工藝孔孔深
                  HDPart.EditRebuild '重新建立模型
                  Part.ShowNamedView2 ″*Trimetric″,8 '調整模型視角
                  Part.ViewZoomtofit2
                  MsgBox″三維造型結束″,vbOKOnly,″提示″'顯示模型更新完畢信息
                  注:此程序在WindowsXp SolidWorks 2007 EN下調試通過。
                  3.6 建立尺寸參數數據庫
                  根據前面所確定的調節閥閥座零件變量參數,利用Access建立符合要求的數據庫。數據庫建立后,在程序中通過數據控件與特定的數據表相連接,為用戶提供可選擇的零件設計參數。
                  4 結論
                  用VB6.0對SolidWorks軟件平臺進行二次開發,實現了設計變量與編程語言相結合的調節閥零件參數化設計,其自動化程度高,能夠方便快捷地設計出一系列結構相似的零件參數化模型,簡化了零件設計過程,提高了設計工作效率。因此,該方法在機械零件設計領域具有廣闊的應用前景。
                  參考文獻
                  [1] 江洪,李仲興,邢啟恩.SolidWorks2003二次開發基礎與實例教程[M].北京:電子工業出版社,2003.
                  [2] 何衍慶,邱宣振,楊潔,等.控制閥工程設計與應用[M].北京:化學工業出版社,2005.
                  [3] 徐國權,黃志超.基于SolidWorks的參數化設計二次開發研究[J].機械設計與研究,2007,23(1):68-87.
                  [4] 曾祥光,張玲玲.基于VB的SolidWorks二次開發[J].機械工程師,2006(3):131-132.

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