基于SolidWorks尺寸驅動(dòng)建模的二次開(kāi)發(fā)
闡述了SolidWorks二次開(kāi)發(fā)原理，提出了基于零件尺寸遍歷的尺寸驅動(dòng)建模二次開(kāi)發(fā)方法并詳細論述了開(kāi)發(fā)思路。以VBA為開(kāi)發(fā)工具，運用SolidWorks API技術(shù)，實(shí)現了此方法在SolidWorks 中的應用。該方法對傳統的尺寸驅動(dòng)建模進(jìn)行了改進(jìn)，使尺寸驅動(dòng)建模具有普遍適用性，可大大提高產(chǎn)品設計效率。
引言
SolidWorks 是一款優(yōu)秀的三維工程軟件，因其操作簡(jiǎn)單、功能強大、具有很好的開(kāi)放性和兼容性而為廣大機械設計工程師所接受。但SolidWorks 畢竟是國外軟件，與我國國家標準在很多方面有所不同，多年來(lái)，針對SolidWorks 軟件的二次開(kāi)發(fā)工作從未間斷。
在系列零件設計及形狀相似的模型建模方面，傳統的SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)主要有兩種：一是使用系列零件設計表;二是定制尺寸驅動(dòng)窗體。這兩種方法都有其不足之處：系列零件設計表需要設計者先輸入大量特定的尺寸數據，使用時(shí)若表中沒(méi)有需要的系列，仍需要對模型進(jìn)行重新建模;定制尺寸驅動(dòng)窗體只針對某特定形狀的零件，不具有普遍性，例如，定制的平鍵尺寸驅動(dòng)窗體只能在平鍵建模時(shí)使用，螺栓建模時(shí)將無(wú)法使用。
本文以SolidWorks 自帶的VBA 為開(kāi)發(fā)工具，提出了基于SolidWorks 尺寸驅動(dòng)建模的二次開(kāi)發(fā)方法，該方法與定制尺寸驅動(dòng)窗體有相似之處，但在模型針對性方面做了改進(jìn)，使尺寸驅動(dòng)建模具有普遍性。任何在設計時(shí)標注了尺寸的模型，都可以使用該方法輕松快速地實(shí)現模型尺寸數據更改，從而幫助設計者大大提高工作效率。
1、開(kāi)發(fā)原理
SolidWorks 二次開(kāi)發(fā)主要通過(guò)其內嵌的API(Application Programming Interface，應用程序接口)進(jìn)行，任何基于Windows 系統，支持OLE(Object Linking and Embedding，對象鏈接與嵌入)技術(shù)的編程軟件，如VB、Delphi、VBA、C、VisualC++等都可以對SolidWorks 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。API 就像一個(gè)暗盒，設計者只需要在程序中為API 提供相應的參數，API 函數就能輸出相應的結果，而無(wú)需理會(huì )API 內部的工作方式。開(kāi)發(fā)時(shí)，開(kāi)發(fā)者要找到完成所需功能的API 函數，了解該函數的參數含義，從而完成二次開(kāi)發(fā)。
Solidworks API 對象是一個(gè)自上而下的多層次的樹(shù)形網(wǎng)絡(luò )。如圖1 所示，Sldworks 是根目錄對象，位于應用程序的底層，是訪(fǎng)Solidworks API 所有對象的入口程序。接口對Solidworks API 的調用實(shí)行逐級尋訪(fǎng)，先調用能實(shí)現所需功能對象的父對象，然后調用與父對象相關(guān)的子對象，如果子對象所封裝的屬性和方法不能實(shí)現所需要的功能，則繼續調用該子對象的下級子對象，如此逐級遍歷，直到結束[5]。So1idworksAPI 父對象與子對象是包含關(guān)系，不是繼承關(guān)系，父對象包含子對象的屬性和方法，子對象自身不帶有該屬性和方法。二次開(kāi)發(fā)中，如果沒(méi)有按規則進(jìn)行API逐級調用，將無(wú)法實(shí)現所需功能。本文所做二次開(kāi)發(fā)主要用到了ModelDoc2 對象的特征管理子對象Feature 對象和尺寸管理子對象Parameter 對象。
2、開(kāi)發(fā)思路
用戶(hù)在SolidWorks 建模過(guò)程中標注的尺寸，SolidWorks 會(huì )自動(dòng)為其生成在該零件中惟一的尺寸名稱(chēng)。特征樹(shù)中零件特征分為二維特征“草圖x”和三維特征“拉伸x/切除x/旋轉x 等”兩類(lèi)(x 為數字，下同)。每次執行由二維草圖生成三維特征的操作時(shí)，SolidWorks 通常僅自動(dòng)生成一個(gè)三維尺寸名稱(chēng)，一般為“D1@拉伸1”、“D1@旋轉1”的形式;二維草圖中的尺寸數量則由設計者標注的多少決定，例如用戶(hù)在“草圖2”中標注了三個(gè)尺寸，則SolidWorks 為三個(gè)尺寸生成的名稱(chēng)分別為“D1@草圖2”、“D2@草圖2”和“D3@草圖2”。因此，通過(guò)遍歷零件特征讀取各個(gè)特征包含的尺寸數目，就可以在程序中還原尺寸數據名稱(chēng)，然后為各個(gè)尺寸賦值，重建模型。
圖1 Solidworks對象模型
圖2 尺寸驅動(dòng)建模開(kāi)發(fā)流程
尺寸驅動(dòng)建模開(kāi)發(fā)流程如圖2 所示，啟動(dòng)SolidWorks 后，判斷是否有零件被打開(kāi)。如果有，則獲得當前零件的名稱(chēng)，供遍歷特征及尺寸驅動(dòng)建模時(shí)使用;如果沒(méi)有，提示用戶(hù)打開(kāi)零件。程序獲得零件名稱(chēng)之后，開(kāi)始對零件的特征樹(shù)進(jìn)行遍歷。
因為特征樹(shù)中“備注”、“注解”、“光源”、“材質(zhì)”、視圖基準面、“原點(diǎn)”等特征不具備尺寸特征，API 遍歷特征樹(shù)的順序又為從上到下依次進(jìn)行，且零件特征緊接“原點(diǎn)”特征之下，所以遍歷過(guò)程中判斷當前特征是否為“原點(diǎn)”，如果為“原點(diǎn)”，則在下一次的遍歷中開(kāi)始遍歷零件的各個(gè)特征及特征所包含的尺寸數目。遍歷特征并判斷該特征包含尺寸數目時(shí)，通過(guò)判斷“選擇尺寸時(shí)返回值是否為真”來(lái)實(shí)現。例如，零件模型特征樹(shù)中有“草圖1”，“草圖1”中含有x 個(gè)用戶(hù)標注的尺寸，程序通過(guò)循環(huán)，從選擇“D1@草圖1”開(kāi)始判斷選擇“Dy@草圖1”時(shí)返回值的真假，當1≤y≤x 時(shí)，返回值為真，說(shuō)明尺寸存在，當y=x+1 時(shí)返回值為假，說(shuō)明尺寸不存在，并停止在“草圖1”特征的尺寸遍歷，從而獲得“草圖1”包含的尺寸數目。遍歷出各個(gè)特征所包含的尺寸數目之后，分別將其存儲于數組，然后根據各個(gè)特征的名稱(chēng)及所包含的尺寸數目，動(dòng)態(tài)加載尺寸驅動(dòng)窗體，并在窗體上顯示每個(gè)尺寸名稱(chēng)及相應的尺寸數據輸入框。用戶(hù)輸入相應尺寸的數值并確定，程序即可通過(guò)調用Solidworks API函數，自動(dòng)完成尺寸驅動(dòng)建模。
4、結束語(yǔ)
本文指出了傳統的基于SolidWorks 對系列零件及形狀相似、尺寸不同的零件模型二次開(kāi)發(fā)方面存在的不足，提出了基于SolidWorks 尺寸遍歷的尺寸驅動(dòng)建模二次開(kāi)發(fā)方法。運用SolidWorks API 技術(shù)，以SolidWorks 自帶VBA 為開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現了該方法在SolidWorks 中的應用，使得尺寸驅動(dòng)建模能夠針對任何模型方便地進(jìn)行尺寸數據的更改，適用性得到了極大的提高，這對提高產(chǎn)品設計效率，縮短產(chǎn)品設計周期具有重要意義。
