參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)讓產(chǎn)品的圖形和設(shè)計(jì)參數(shù)聯(lián)系起來(lái)，方便修改，大大提高了設(shè)計(jì)和繪圖效率，筆者提出以Solid Edge軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以Visual Basic語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)工具，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，變量表技術(shù)，開(kāi)發(fā)ZDY系列減速器的參數(shù)化設(shè)計(jì)建模原型系統(tǒng)。對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體功能進(jìn)行分析，通過(guò)不同的功能模塊滿足不同的設(shè)計(jì)要求。

1 Solid Edge二次開(kāi)發(fā)方法

    可以利用Solid Edge提供的多種二次開(kāi)發(fā)方案，開(kāi)發(fā)出滿足特定功能的應(yīng)用，或直接將Solid Edge集成到用戶的應(yīng)用程序中。Solid Edge=次開(kāi)發(fā)常用兩種途徑：①在Solid Edge環(huán)境中直接采用Solid Edge數(shù)據(jù)；②利用COM技術(shù)來(lái)擴(kuò)展Solid Edge功能。針對(duì)第2種途徑，Solid Edge軟件開(kāi)發(fā)包提供了一系列COM接口，允許用VB或VC++開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，此時(shí)可使用Solid Edge的全部API(Application Programming Interface)應(yīng)用程序接口，其包含了很多功能函數(shù)，可以方便設(shè)計(jì)人員直接通過(guò)編程語(yǔ)言訪問(wèn)Solid Edge軟件，從而控制實(shí)體造型。

    1.1 Solid Edge變量表技術(shù)

    1.1.1 變量表的結(jié)構(gòu)

    Solid Edge變量表主要包含類型、名稱、值和公式四個(gè)部分。若在“零件”環(huán)境中創(chuàng)建一個(gè)零件，并選擇主菜單[工具]→[變量]，則可得到該零件的變量表，如圖1所示為自由鍛齒輪坯體變量表。尺寸的變量類型即類型，具有屬性，不允許修改，如Dim、Var等等。參數(shù)化設(shè)計(jì)就是采用編程的方法，在程序中修改變量表中各變量的數(shù)值，獲得滿足要求的零件特征造型，但是對(duì)定義了公式的變量，則其數(shù)值是通過(guò)不能人工或編程修改的。公式的作用是通過(guò)一定的公式來(lái)約束變量的值，對(duì)空白公式單元的變量，其值獨(dú)立于其他變量，對(duì)定義了數(shù)學(xué)表達(dá)式的變量，其值則通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算獲得。如圖1中變量Ct的值由公式int(0.35*B)定義，因此變量B的取值決定了變量C1的值，故B為獨(dú)立變量，C1為非獨(dú)立變量。

    自由鍛齒輪坯體的變量表，與其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示。如果將圖1變量表中的變量名齒寬B的值修改為100、輪轂寬L的值修改為110、輪轂孔徑d的值修改為65、鍵槽寬b1的值修改為12、鍵槽深t1的值修改為71，則與之對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)如圖2(b)所示。這種快捷的對(duì)零件造型的改動(dòng)正是工程設(shè)計(jì)人員所希望得到的，也是參數(shù)化編程容易實(shí)現(xiàn)的。

圖1 自由鍛齒輪坯體變量表

圖2 變量裹法在自由鍛齒輪坯體中的應(yīng)用

    1.1.2 變量表的自動(dòng)操作

    為了實(shí)現(xiàn)Solid Edge中變量的自動(dòng)操作，必須訪問(wèn)變量集合(Variables)和變量對(duì)象（Variable）。變量集合有兩大功能：①創(chuàng)建和訪問(wèn)變量對(duì)象：既可采用Add方法創(chuàng)建新的變量對(duì)象，也可以采用標(biāo)準(zhǔn)方法遍歷集合中的成員。由于變量集合中變量的基本單位采用是毫米，而在VB直接調(diào)用Solid Edge命令建模時(shí)的基本單位采用是米，當(dāng)兩種方法同時(shí)使用時(shí)要注意數(shù)值轉(zhuǎn)換。②把尺寸作為變量：變量集合提供多種方法操作尺寸，并可以創(chuàng)建控制尺寸值的規(guī)則（公式）�？梢杂袃煞N外部資源-VB和與之鏈接的Excel電子表格來(lái)驅(qū)動(dòng)變量和尺寸的值。

    用VB驅(qū)動(dòng)變量和尺寸值的思路為：首先采用人機(jī)交互方式構(gòu)建三維模型，并對(duì)控制變量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)：再由編寫(xiě)的VB程序，按一定的方法查詢模型中的控制變量，通過(guò)改變控制變量的數(shù)值，達(dá)到更新三維模型的目的。該方法具有編程簡(jiǎn)單，通用性好的特點(diǎn)。此方法的基本原理有3點(diǎn)：

    1)對(duì)特征的信息用創(chuàng)建的一張數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)。

    2)檢索查取零件數(shù)據(jù)文件中的特征值，以記錄的形式創(chuàng)建數(shù)據(jù)表。

    3)按照零件表的格式，生成滿足要求的記錄值并激活，則記錄中的值將自動(dòng)輸入到零件模型數(shù)據(jù)中，達(dá)到以指定值更新零件模型的目的。

    采用該原理時(shí)，可以通過(guò)Solid Edge提供的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件與數(shù)據(jù)表的連接。

    1.2 VB中調(diào)用Solid Edge直接建模

    該方法是通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)在VB程序中處理，自動(dòng)調(diào)用Solid Edge創(chuàng)建零件的三維實(shí)體模型，或在已有三維零件模型的基礎(chǔ)上，修改有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)并自動(dòng)更新實(shí)體模型。幾乎能實(shí)現(xiàn)Solid Edge環(huán)境中可以交互操作完成的所有工作，因此能按編程者的意愿自動(dòng)完成建模任務(wù)。該方法的基本原理包括以下3點(diǎn)：

    1)根據(jù)特征創(chuàng)建其2D輪廓，并定義其尺寸與位置約束。

    2)采用拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣或掃掠等方法對(duì)特征的2D輪廓進(jìn)行操作，構(gòu)建滿足要求的三維零件模型。

    3)修改模型特征屬性或特征的2D輪廓可實(shí)現(xiàn)對(duì)零件模型的編輯。

    1.2.1 創(chuàng)建三維零件模型

    ①PartDocument(零件環(huán)境)對(duì)象的獲取

    為得到Solid Edge.Application根對(duì)象（一般用變量objApp保存該對(duì)象），可采用VB的2個(gè)函數(shù)GetObjectO或CreateObjectO，在程序中具體應(yīng)調(diào)用哪個(gè)函數(shù)，則需要用條件語(yǔ)句來(lái)判斷是否啟動(dòng)了Solid Edge系統(tǒng)；然后，通過(guò)專用函數(shù)來(lái)獲取Solid Edge的PartDocument對(duì)象（通常用變量objDoc保存該對(duì)象）。如圖3所示為該對(duì)象的層次關(guān)系。

圖3 對(duì)象的層次關(guān)系

    ②2D特征輪廓的創(chuàng)建

    對(duì)特征的2D輪廓（或稱草圖輪廓），其創(chuàng)建的方法主要包含有兩步：先定義草圖所在平面，再在該平面上進(jìn)行幾何圖形特征的添加。

    ③幾何圖形約束關(guān)系的建立

    為了保持用不同幾何對(duì)象構(gòu)成的特征輪廓位置關(guān)系的正確性，必須定義相應(yīng)的位置約束。用幾何圖形特征創(chuàng)建的相似方法可對(duì)幾何對(duì)象定義位置約束：首先，創(chuàng)建Relations2d關(guān)系集合對(duì)象，然后調(diào)用其定義關(guān)系方法來(lái)創(chuàng)建幾何圖形的位置約束。如：為了使兩個(gè)對(duì)象首尾相連，可調(diào)用AddKeypoint關(guān)系方法使關(guān)鍵點(diǎn)相連。

    ④零件模型的創(chuàng)建

    為了在特征2D輪廓基礎(chǔ)上創(chuàng)建基礎(chǔ)特征，可調(diào)用集合對(duì)象Models中的各種Add方法。如AddFiniteExtrudeProtrusion-創(chuàng)建拉伸特征，AddLoftedProtrusion-創(chuàng)建放樣特征等。

    調(diào)用集合對(duì)象Models下級(jí)對(duì)象Model支持的方法，可以在基礎(chǔ)特征之上再創(chuàng)建其他特征。如用ExtrudeCutouts.AddFinite-創(chuàng)建拉伸除料特征，LoftedCutouts.AddFinite-放樣除料特征等。

    1.2.2 修改三維零件模型

    對(duì)參數(shù)化模塊創(chuàng)建的模型自動(dòng)更新是按照用戶的輸入設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行的，主要包括2方面的內(nèi)容：修改2D特征輪廓與修改3D零件模型特征。

    ①2D特征輪廓的修改

    調(diào)用幾何圖形對(duì)象的方法或重新置對(duì)象的屬性；通過(guò)更改尺寸進(jìn)行修改：利用設(shè)計(jì)變量進(jìn)行修改。

    ②3D零件特征的修改

    主要是通過(guò)對(duì)3D零件特征的屬性值進(jìn)行重新設(shè)置來(lái)達(dá)到其修改目的。具體方法為：首先獲取Model對(duì)象下層相應(yīng)特征的集合對(duì)象，并獲得具體的零件特征，然后重新對(duì)該特征對(duì)象的屬性進(jìn)行賦值。

2 小結(jié)

    對(duì)Solid Edge中二次開(kāi)發(fā)的變量表技術(shù)與VB中直接調(diào)用Solid Edge建模技術(shù)進(jìn)行探討，并研究其在參數(shù)化建模的原理與方法。將設(shè)計(jì)計(jì)算與建模有機(jī)結(jié)合協(xié)同處理，可以大大提高設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也能將設(shè)計(jì)缺陷盡可能降到最低。為ZDY型標(biāo)準(zhǔn)減速器的參數(shù)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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