SolidWorks用VB開發(fā)標準件庫方法-廣州培訓

2013-05-13 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

作者: 袁清珂*王偉*劉大慧*張明天*楊波來源: 萬方數據
關鍵字: 產品開發(fā) 實體建模 VB 應用程序界面標準件庫

介紹了SolidWorks環(huán)境下用VB開發(fā)標準件庫的原理,著重研究了標準件庫的開發(fā)流程、用VB調用SolidWorks中API函數的方法以及通過高級語言(如VB、VC)調用標準件參數庫驅動SolidWorks實現標準件三維實體造型的方法。結合螺栓、螺母、墊圈等常用標準件庫的開發(fā),探索了標準件參數庫的建立方法、界面程序和驅動程序的開發(fā)方法,完成了常用標準件庫的設計與開發(fā),并給出了應用實例。

SolidWorks是普遍使用的一種三維機械CAD軟件,具有參數化和特征建模功能,并具有圖形用戶界面直觀、使用方便、易學易用等特點,是工程設計人員有效的設計工具。設計人員在裝配設計中,要用到數目眾多的標準件,如墊圈、螺栓、螺母等。標準件是工程設計中用途最為廣泛的基本單元,其繪制也是設計人員重復勞動最多的環(huán)節(jié)。SolidWorks本身并不帶國家標準零件庫,在每次用到標準件時設計人員都需要重新建模,這就造成時間浪費。基于這種情況,利用SolidWorks本身提供的API接口,可以開發(fā)一個標準件庫,為裝配設計提供方便,避免重復性勞動。標準件庫的建立和使用提高了設計效率和質量,是CAD系統(tǒng)走向實用化的必不可少的環(huán)節(jié)。

設計開發(fā)一個標準件庫將為設計工程師帶來極大的方便,本文以常用標準件如墊圈、螺栓、螺母的二次開發(fā)為例,研究了標準件庫的開發(fā)流程、用VB調用SolidWorks中APl函數的方法以及通過高級語言(如VB、VC)調用標準件參數庫驅動SolidWorks實現標準件三維實體造型的方法。

1二次開發(fā)原理

SolidWorks是基于參數化和特征建模技術的產品設計軟件,可以通過編程來實現各參數驅動的標準件的生成和調用,建立三維標準件庫插件,用VB開發(fā)出來的模塊可以生成SolidWorks工具條,一般是生成.exe文件,然后用SolidWorks的工具宏命令調用生成工具條,這樣就簡化了設計人員的操作過程。

    在建立標準件參數庫的基礎上,通過調用SolidWorks提供的API函數,可以實現三維參數模型的建立與重新生成。對于具備參數化功能的SolidWorks系統(tǒng)來說,建立三維標準件庫只需繪制各種標準件的模板圖形,然后命名尺寸參數變量,并建立相應的尺寸參數表。對于某一類標準件來說,通常有多個型號對應不同的尺寸參數,這些尺寸參數可以形成一個該類型的標準件參數庫。開發(fā)標準件型號選擇程序,可以從標準件參數庫中選擇某一型號的標準件,同時調用該型號標準件的尺寸參數。通過API接口,將尺寸參數傳送到SolidWorks的造型函數,用新尺寸更新模板圖形中的尺寸,重新生成與新尺寸對應的實體模型,這樣就避免了同類型標準件的重復建模。

    使用VB開發(fā)的應用程序可以直接嵌入到SolidWorks環(huán)境中,加載成功后應用程序菜單直接出現在SolidWorks的主菜單上,如同SolidWorks的自帶功能一樣進行工作,極大地提高了設計效率。

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    2用VB開發(fā)標準件庫的過程與實現方法

2.1標準件庫的開發(fā)方法

開發(fā)方法有2種:一種是利用人機交互形式建立模型,設置合理的設計變量,再通過VB程序驅動設計變量,替換原有的零件參數,以實現模型的更新,這種方法編程簡單,通用性好;另一種是完全利用程序實現三維模型的參數化設計以及模型的編輯,這種方法編程較前者復雜,但可以實現復雜形體的零件造型,如生成精確的漸開線齒輪齒廓、滾刀參數造型等。本文采用第一種方法。

2.2標準件庫的開發(fā)流程

創(chuàng)建標準件庫的基本過程為:根據從界面上選擇的基本尺寸和規(guī)格,從標準件設計參數表中讀取相應的配置,在SolidWorks環(huán)境中生成該標準件的三維模型,如圖1所示。

    基于VB的標準件庫的二次開發(fā)主要包括3部分:標準件模型的繪制、Access數據庫的建立、VB程序的編制。

2.3標準件實體模型的建立

根據某一類標準件的結構特征,建立其標準件三維實體模型,實際上是建立這一類標準件的參數化設計模板,將其放入標準件庫中,為標準件庫的開發(fā)奠定基礎,以便通過程序更改其尺寸參數,生成新尺寸的標準件。

在進行標準件三維實體建模時,首先要分析標準件的結構特征,以確定尺寸變量以及尺寸變量之間的約束關系,明確主要參數、主動尺寸和從動尺寸的關聯(lián)性,設置尺寸變量名稱,建立驅動變量表、變量之間的關聯(lián)關系,以便通過給尺寸變量賦予不同參數值來驅動SolidWorks重新生成該標準件的三維實體模型,實現標準件的尺寸更新,從而充分發(fā)揮SolidWorks參數化設計的優(yōu)勢,達到縮短新產品設計周期的目的。

一般來說,建模時要盡量能使模型的各個草圖完全定義,以保證模型的正確更新和生成,同時利用零件本身的幾何約束及對稱關系來簡化建模過程。在零件參數的確定上,主要考慮參數表達的工程意義,盡可能使零件的關鍵尺寸得到體現,在此基礎上,同時考慮參數對二次開發(fā)的簡便性?。下面以螺栓為例詳細介紹如下。

在建模時,草圖的定位、幾何約束關系和適當添加方程式等方面需要特別注意,避免在使用VB進行參數化設計時出現如實體變形、草圖的過定義、某些特征發(fā)生沖突等問題,從而導致參數化設計的失敗。因為三維CAD的草圖和二維CAD的工程圖并不一樣,二維CAD軟件是面向圖紙的,只要標注的主要尺寸正確,就可以實現對零件的正確表達。而三維CAD軟件中,草圖是生成各種特征的基礎,草圖實體之間的位置有嚴格的限制。因此,在螺栓的建模過程中要特別注意草圖的繪制,草圖必須完全定位好,約束好,這樣才能起到事半功倍的作用。
以六角頭螺栓建模為例,其主要參數有:螺紋規(guī)格d、六角頭厚度K、螺栓長度L、螺紋長度B、六角頭內切圓直徑S。

SolidWorks用VB開發(fā)標準件庫方法-廣州培訓solidworks仿真分析圖片圖片2

2.4標準件參數庫的建立

標準件參數庫可以用Access數據庫管理系統(tǒng)來建立,以便通過程序調用其中的參數,對標準件庫中實體模板的尺寸更新,實現標準件的參數化設計。在用Access建立標準件參數庫時,需要根據標準件的主要尺寸變量確定其參數表,例如六角頭螺栓參數表見表1。

2.5VB程序設計與開發(fā)

VB程序設計包括2個方面的內容:一是程序界面的設計與開發(fā);二是參數調用和驅動程序的設計與開發(fā)。程序界面應該簡單明了,使用方便。程序界面應包括需要創(chuàng)建的零件的型號、類型及相應的規(guī)格的選項與對應的預覽圖,另外還應該包含程序執(zhí)行、結束按鍵等,如圖2所示。

SolidWorks用VB開發(fā)標準件庫方法-廣州培訓solidworks simulation技術圖片3

圖2中設置了3個單選按鈕,其中在墊圈和螺栓下面還設置了一個組合框,組合框可以選擇墊圈和螺栓的規(guī)格,然后每一種規(guī)格可以通過型號上面的組合框選擇各種各樣的型號。右邊是零件的預覽。下面是2個命令按鈕,即開始按鈕及結束按鈕。參數調用和驅動程序實現了對標準件參數庫中參數的調用,并通過這些參數驅動S0lidworks更新標準件庫中實體模板的尺寸,生成新的實體模型。這涉及到怎樣連接數據庫和連接并驅動SolidWorks的問題。

建立標準件庫需要涉及到標準件模型的尺寸驅動,尺寸驅動程序編寫比較麻煩,采用"錄制宏+修改宏"的方法,可以簡化編程工作量。錄制宏的方法如下:啟動SolidWorks的宏錄制功能,進行標準件模板的實體建模,完成之后,選擇其中的"特征-草圖"按鈕,在實體工作區(qū),雙擊所建實體的某一部分特征,可以查看與該特征相關的尺寸,雙擊某一尺寸可以對其進行修改,將有關尺寸修改為標準件某一型號的尺寸,從而生成該型號的實體模型。最后,停止宏錄制后得到一個宏文件(宏內部編程),然后復制并粘貼宏代碼到VB中,對代碼做一定的修改,用變量代替宏代碼中的關鍵數據。

這些變量的數據來自于零件參數數據庫下零件的數據表,通過程序驅動變量,實現標準件實體模型的快速創(chuàng)建。螺栓參數化設計中切出、退刀槽及關鍵部位倒圓角的操作,根據設計者給出的關鍵參數在程序內部自動執(zhí)行,無需人工干預。

3 結束語

SolidWorks是一套基于windows平臺的CAD軟件系統(tǒng),被廣泛應用于各行各業(yè),目前已成為微機平臺上的主流三維設計軟件。然而,由于該軟件是國外開發(fā)的,沒有帶符合我國標準要求的標準件庫,給設計者帶來很多不便。為此,本文在分析SolidWorks環(huán)境下用VB開發(fā)標準件庫原理與方法的基礎上,提出了一種標準件庫的開發(fā)流程,研究了通過高級語言(VB、VC)調用標準件參數庫來驅動SolidWorks中API函數實現標準件三維實體造型的方法,揭示了標準件庫開發(fā)的一般規(guī)律。結合螺栓、螺母、墊圈等常用標準件庫的開發(fā),為企業(yè)自主建立標準件庫和參數化產品零件庫提供了范例和可以借鑒的方法,具有較好的實際應用價值。

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