基于SolidWorks二次開發(fā)的自動建模技術(shù)研究

摘 要：文章介紹了基于SolidWorks為平臺的二次開發(fā)原理。并選用VB作為編程語言，以階梯軸的二次開發(fā)為例，詳細(xì)說明具體開發(fā)步驟。實例證明，對要SolidWorks進(jìn)行特定目標(biāo)的二次開發(fā)，對于企業(yè)實現(xiàn)系列零件集成化，提高產(chǎn)品設(shè)計柔性具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：SolidWorks；參數(shù)化設(shè)計；VB

1 概述

SolidWorks是世界上第一個基于Windows平臺的CAD設(shè)計軟件，它可實現(xiàn)零件造型、大型裝配設(shè)計及工程圖自動生成等功能，且采用全相關(guān)技術(shù)，使得任何零件結(jié)構(gòu)的修改，都可以實現(xiàn)裝配圖和工程圖的同步更新。功能強大、操作簡便，使其為越來越多的設(shè)計人員和企業(yè)所使用，已成為目前世界上最流行的CAD軟件之一。

然而，SolidWorks無法實現(xiàn)圖紙復(fù)制、圖形難以修改，無法將草圖導(dǎo)出建模，沒有符合我國國家標(biāo)準(zhǔn)的零件庫等不足日益突顯出來。企業(yè)對SolidWorks進(jìn)行本土化的二次開發(fā)，縮短設(shè)計周期，節(jié)約設(shè)計成本，已成為企業(yè)提高競爭力的必然選擇。

2 SolidWorks二次開發(fā)原理與方法

2.1 開發(fā)原理

基于SolidWorks平臺的參數(shù)化系統(tǒng)設(shè)計途徑主要是利用SolidoWorks提供的數(shù)以百計的API（Appliation Programming Interface）函數(shù)[1]。

如圖1可見，Solidworks API的對象是一個多層次結(jié)構(gòu)。其中，SldWorks對象是最頂層對象，其子對象有ModelDoc、AttributeDef、Frame、Environment，SWPropertySheet等，ModelDoc2的子結(jié)構(gòu)有PartDoc、AssemblyDoc和DrawingDoc，程序訪問的順序是依上而下的遍歷順序，即要想訪問低層對象，必須先訪問高層對象。

SolidWorks提供的API函數(shù)涵蓋了全部數(shù)據(jù)模型，故通過調(diào)用API函數(shù)，并對各對象進(jìn)行方法和屬性的設(shè)置，就可以輕松訪問SolidWorks，實現(xiàn)草圖繪制、特征生成、尺寸修改、工程圖信息提取等操作，使參數(shù)化系統(tǒng)設(shè)計成為可能。

2.2 開發(fā)方法

基于Solidworks平臺的二次開發(fā)的方法主要有兩種[2]：其一是OLE（Object Linking and Embedding）對象的鏈接與嵌套技術(shù)，它的開發(fā)原理是是通過ID ispatch來暴露對象的屬性和方法實現(xiàn)開發(fā)，生成.exe格式的文件，不可嵌套在SolidWorks中運行，無法與SolidWorks實現(xiàn)鏈接。其二是COM（Component Object Model）組件對象模型技術(shù)，它的開發(fā)原理是通過調(diào)用API函數(shù)的方法和屬性來實現(xiàn)開發(fā)，生成動態(tài)鏈接.dll格式文件，可以掛于SolidWorks的菜單中，實現(xiàn)與SolidWorks的集成。

任何支持OLE技術(shù)和COM技術(shù)的編程語言均可作為二次開發(fā)的工具，如今流行的開發(fā)語言主要有：Visual C++、Delphi、Visual Basic 6.0等。這些開發(fā)語言各有千秋，其中VB語言由于其語言規(guī)則簡單、可視化程度高，且宏命令所生成的代碼完全符合VBA的語言格式，這使得VB在二次開發(fā)優(yōu)勢突出，成為選用較多的編程語言。

3 SolidWorks二次開發(fā)實踐研究

對于二次開發(fā)初學(xué)者，宜采用變量與編程相強者合的開發(fā)方法，即通過Solidworks的宏命令來錄制一個完整零件的建模過程，獲得基礎(chǔ)代碼，再此基礎(chǔ)上對代碼進(jìn)行一定的修改和編輯，找到設(shè)計變量，作為程序運行和模型重建的紐帶。為了得到簡明高效的基礎(chǔ)代碼，要求在建模時采用盡量少的尺寸和盡量簡單特征命令。

結(jié)合以上理論，選用VB作為開發(fā)工具，以階梯軸為例，在SolidWorks平臺上對其進(jìn)行二次開發(fā)，并對開發(fā)流程進(jìn)行詳細(xì)闡述。

3.1 開發(fā)流程

3.1.1 繪制一個典型階梯軸零件

該實例中，在Solidworks草圖環(huán)境中繪制一個三階階梯軸草圖，用旋轉(zhuǎn)特征命令進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，生成實體零件。對整個過程用宏命令進(jìn)行錄制，得到.swp格式文件并保存，得到基礎(chǔ)代碼。

3.1.2 確定決定零件特征的設(shè)計變量

在該設(shè)計實例中，決定階梯軸特征的參數(shù)分別為：階梯軸的階數(shù)及每段軸的軸長和軸徑。所以將基礎(chǔ)代碼中的具體數(shù)值分別用設(shè)計變量L1、Phi1、L1+L2、Phi2、L1+L2+L3、Phi3代替，通過設(shè)計變量從而實現(xiàn)程序與模型的鏈接，使零件自動化和系列化成為可能。同理，可得到四階、五階、六階階梯軸的代碼。

3.1.3 人機(jī)交互界面設(shè)計

在宏命令中插入一個用戶窗體，命名為“階梯軸二次開發(fā)系統(tǒng)”，并為其添加標(biāo)簽、復(fù)選框、文本框、命令按鈕、圖像控件等，如圖2所示。

3.1.4 將二次開發(fā)系統(tǒng)嵌于Solidworks菜單中

將此二次開發(fā)系統(tǒng)通過【工具】的【自定義】命令添加到Solidowrks菜單中，如圖3所示。再次使用時，只需要輸入零件的參數(shù)即可生成一系列尺寸不同的階梯軸，整個自動化建模過程只需要幾秒鐘即可實現(xiàn)，大大縮短了設(shè)計周期。

以下是關(guān)于階梯軸關(guān)鍵代碼及主要的API函數(shù)功能的說明：

Dim swApp As Object //聲明對象是Solidworks應(yīng)用程序

Dim Part As Object //聲明對象是零件

……

Private Sub CommandButton1_Click（） //定義命令按鈕的單擊事件

Set swApp =Application.SldWorks //

Phi1 = TextBox1 //將textbox1的數(shù)值賦予Phi1

L1 = TextBox2 //將textbox2的數(shù)值賦予L1

……

SetPart=swApp.NewDocument（“C：＼ProgramData＼SolidWorks＼Solid

Works2013＼templates＼gb_part.prtdot”， 0， 0， 0）//新建一個SolidWor

ks文件

swApp.ActivateDoc2 “零件1”， False， longstatus

Set Part = swApp.ActiveDoc

……

Dim skSegment As Object//對象聲明

Set skSegment = Part.SketchManager.CreateLine（0#， 0#， 0#， 0#， phi1 / 2000， 0#）//創(chuàng)建一條輪廓線

Dim myFeature As Object//定義特征對象

Set myFeature = Part.FeatureManager.FeatureRevolve2（True， True， False， False， False， False， 0， 0， 6.2831853071796， 0， False， False， 0.01， 0.01， 0， 0， 0， True， True， True）//草圖旋轉(zhuǎn)

……

4 結(jié)束語

Solidworks提供的基于COM技術(shù)的API接口函數(shù)的理論知識，設(shè)計開發(fā)了具有實際意義的階梯軸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)，對企業(yè)的參數(shù)化設(shè)計具有重大的實際意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張華，陳定方.Visual Basic為基的SolidWorks二次開發(fā)與應(yīng)用[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010（4）：36-38.

[2]何岸楊.SolidWorks 二次開發(fā)方法研究[J].計算機(jī)與信息技術(shù)，2007（28）：69-71.

[3]江洪，李仲興，邢啟恩.SoildWorks2003二次開發(fā)基礎(chǔ)與實例教程[M].電子工業(yè)出版社，2003.