基于SolidWorks的液壓支架參數(shù)化設(shè)計(jì)

李文萍 于 洋

(河南萬合機(jī)械有限公司，河南 鄭州 452371)

SolidWorks可以方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖，它是一種全參數(shù)化特征造型軟件。隨著制造業(yè)信息化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，此軟件也為越來越多的用戶所使用。其商品化的通用設(shè)計(jì)平臺(tái)基本上覆蓋了整個(gè)制造行業(yè)。本文以煤礦用的掩護(hù)式液壓支架為例，開發(fā)出了界面友好的掩護(hù)式液壓支架參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

一 SolidWorks二次開發(fā)原理

SolidWorks API中最上層的對(duì)象是 SlidWorks，AttributeDef、ModelDoc、SWPropertySheet、Environment、Modeler、Frame對(duì)象可以通過它直接或間接訪問，利用上述對(duì)象可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的基本的操作。AttributeDef可以用于對(duì)象修改文件的屬性;設(shè)計(jì)中的模型層對(duì)象是ModelDoc對(duì)象，我們可以通過它實(shí)現(xiàn)與實(shí)體模型相關(guān)諸如：設(shè)置輪廓線線形、修改視圖的設(shè)置、控制參數(shù)等的各類操作;SWPropertySheet對(duì)象是用來增加設(shè)計(jì)應(yīng)用程序記錄到特定的SolidWorks軟件輸出屬性表的。模型中的幾何關(guān)系和分析數(shù)據(jù)文本的分析是通過Environment對(duì)象來實(shí)現(xiàn)的;臨時(shí)體對(duì)象通過Modeler對(duì)象提供界面進(jìn)行管理。SolidWorks軟件的下拉菜單和彈出菜單是通過Frame對(duì)象進(jìn)行修改檢查以及添加。

SolidWorks API為用戶提供了完全面向?qū)ο蟮念愺w系，是典型的樹型層次結(jié)構(gòu)，是基于OLE應(yīng)用程序的開發(fā)接口。SolidWorks是訪問SolidWorks API所有對(duì)象的入口程序，它處在應(yīng)用程序底層，屬于根目錄的對(duì)象類。SolidWorks對(duì)象是在VB里面可以通過Create Object的方法來獲取的，這里的對(duì)象指的是最高級(jí)別的對(duì)象，軟件的執(zhí)行、建立、打開、關(guān)閉等操作可以通過這些對(duì)象進(jìn)行控制。目前，DELL、EXE等插件的直接使用SolidWorks還不支持。

二 系統(tǒng)開發(fā)工具

1.三維CAD軟件SolidWorks 2010

基于Windows平臺(tái)的三維CAD的軟件SolidWorks 2010，操作容易，界面方便，二維繪圖技術(shù)和三維造型通過它有效地融合，這樣更便于用戶迅速、簡(jiǎn)便地建立起產(chǎn)品的二維工程圖和三維模型。同時(shí)，具有強(qiáng)大的參數(shù)化功能的 SolidWorks 2010，包含了大量的API函數(shù)，可以采用多種編程語言(Visual Basic，Visual C++，C++等)對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)。

2.關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server 2000

作為目前最為流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一的SQL Server 2000，是Microsoft開發(fā)的一種大型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它不但為用戶提供管理和分析服務(wù)以及快捷、方便的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而且具有很強(qiáng)的安全保密性。SQL Server 2000有多個(gè)常用版本，其中企業(yè)版具有SQL Server 2000的所有功能。本系統(tǒng)采用SQL Server 2000企業(yè)版進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，以便于滿足企業(yè)的實(shí)際使用需求。

3.可視化編程語言 VB 6.0

VB 6.0采用事件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，易學(xué)易用，編程效率高，是Microsoft公司開發(fā)的一種面向?qū)ο?、可視化的高?jí)程序設(shè)計(jì)語言。在此環(huán)境下可以通過調(diào)用Windows內(nèi)部的API函數(shù)，用戶進(jìn)行快速、高效地開發(fā)Windows應(yīng)用程序。同時(shí)，在VB 6.0強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理功能下，對(duì)Access、SQL Server 2000等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作可以更加方便、快捷。此外，使用SolidWorks 2010的宏錄制功能可以自動(dòng)生成完全符合VB 6.0的語法要求的二次開發(fā)程序，只要稍加修改就可以在VB 6.0環(huán)境下運(yùn)行，使得SolidWorks 2010在進(jìn)行二次開發(fā)的難度大大降低。

三 液壓支架參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

1.液壓支架選型模塊

影響液壓支架選型的條件很多，而且在不同的情況下各因素的影響程度不同。因此本系統(tǒng)簡(jiǎn)化液壓支架的選型條件，只把主要影響液壓支架選型的因素考慮在內(nèi)，其中包括頂板情況、采煤傾角、煤層厚度及底板情況。

2.液壓支架參數(shù)計(jì)算模塊

液壓支架參數(shù)計(jì)算模塊的關(guān)鍵是液壓支架參數(shù)的計(jì)算根據(jù)不同的情況有不同的計(jì)算方法。液壓支架中四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定對(duì)于液壓支架的功能實(shí)現(xiàn)有著重要的影響，因此四連桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)確定就顯的尤為重要，本設(shè)計(jì)利用程序編制中的循環(huán)控制體對(duì)四連桿進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)計(jì)算，其關(guān)鍵是循環(huán)參數(shù)的選擇及多層循環(huán)體的設(shè)計(jì)。

3.液壓支架參數(shù)驅(qū)動(dòng)模塊

參數(shù)化設(shè)計(jì)是通過由一組參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)圖形的尺寸形狀進(jìn)行約束，而拓?fù)潢P(guān)系不變，從而使得參數(shù)與圖形的控制尺寸有顯式的對(duì)應(yīng)。參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種全新的設(shè)計(jì)方式，它儲(chǔ)存了整個(gè)設(shè)計(jì)過程，技術(shù)人員只要通過對(duì)某些約束參數(shù)數(shù)值的改變即可獲得不同的零件。SolidWorks環(huán)境下參數(shù)化設(shè)計(jì)有兩種方式：①基于ActiveXAutomation技術(shù)由內(nèi)嵌的VBA或其他二次開發(fā)語言編程實(shí)現(xiàn)的參數(shù)化設(shè)計(jì);②通過軟件本身的特征造型功能實(shí)現(xiàn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

四 結(jié)論

本文根據(jù)液壓支架的設(shè)計(jì)原則和具體要求，主要對(duì)掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究工作，以面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言Visual Basic為開發(fā)工具，利用SolidWorks平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計(jì)出了界面友好的掩護(hù)式液壓支架參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以顯著提高液壓支架的設(shè)計(jì)效率，完成相似零部件乃至整個(gè)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)，快速響應(yīng)個(gè)性化的市場(chǎng)需求，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。