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1、第 8卷第 1 2期2 0 0 8年6月 1 6 7 1 1 8 1 9(2 0 0 8)1 2 3 2 0 6 0 4 科学技术与工程 Sc i e n c e Te c h n o l o g y a n d En g i ne e r i n g V o 1 8 No 1 2 J u n e 2 0 o 8 2 0 0 8 S c i T e c h E n g n g 基于 S o l i d w o r k s 的纺织机械三维 参数化设计系统开发 王玉槐陈永清 徐静 霞 沈桂英(杭州师范大学，杭州 3 1 0 0 1 2；宁波工程学 院，宁波 3 1 5 0 0 0；杭州 中能汽轮动
2、力有限公司，杭州 3 1 0 0 0 0)摘要论述了在 S o l i d w o r k s 平台上，运用 Mi c r o s o f t E x c e l、S q l S e r v e r 和 V i s u a l C+，开发纺织机械三维参数化设计系统的方 法。利用这些方法，建立了纺织机械三维参数化设计系统。该系统较好地解决了企业产品零部件的参数化设计问题，对企业 提高三维设计效率具有一定的参考价值。关键词S o l i d w o r k s 参数化设计系统 V i s u a l c+数据库 中图法分类号T P 3 9 1 7 2；文献标志码A 机械产 品中的零件错综 复杂，变
3、化多样，加之 市场的激烈竞争，产品的更新 周期越来越短，对产 品的设计质量 和设 计效率提 出了更高要求。如果 企业能够研发 出具有 自身产 品特色的参数化设计 系统，在设计人员 的一 定交 互下，系统将 自动生成 优化的产品零部件变 型设 计结果。这将 极大地提 高设计效率，缩短产品的研发时问。S o l i d w o r k s 是一套基于 Wi n d o w s 的三维 机械设 计软件。然 而在工程实践 中，其专业 针对 性不强。因此，人们通常在此平 台上 开发符合 国家标 准、适 合企业实际应用的功能模块。目前，S o l i d w o r k s已具 有了国家标准件库模块 T
4、o o l b o x插件。本文研究开 发了纺织机械三维零部件参数设计系统，对企业具 有一定的参考价值。1 参数化设计系统开发技术 目前，C A D C A M 系统的开发主要有三种方式：(1)完 全 自主 版权 的开 发，一 切 须从 底 层 开 始；2 0 0 8年 3月 6日收到 第一作者简介：王玉槐(1 9 8 1 一)，男，山西运城人，硕士研究生，助 教，研究方 向：C A D C AM C AE及其集成技术、嵌入式应用技术。通信作者简介：陈永清(1 9 7 5 一)，男，广东阳春人，硕士研究生，讲 师，研究方向：机器视觉与虚拟仪器技术、机械设计。(2)基于某个通用 C A D系统的
5、二次开发；(3)基于 C A D C A M软件平台(即几何引擎)的开发。结合企 业所 用 的 C A D 系统，本文 研 究 了基 于通 用 系统 S o l i d w o r k s 的二次开 发技术并 开发了纺织机械参数 化设计系统。基于 S o l i d w o r k s开发三维参数化设计系统有多 种方法。主要分为用程序语言及 S o l i d w o r k s的 A P I 进行系统开发和用 S o l i d w o r k s的 自带配置功能进行 驱动实现 系统功能两种。下面将对用上 述方法开 发本文系统进行具体阐述。1 1 配置 驱动 法 对纺织机械或企业 的标准件和
6、系列件，因其通 用性或零件相似性，可利 用 S o l i d w o r k s自带 的配置 功能建立零件库系统。配置驱动法的关键是 S o l i d w o r k s 提供 的生成和管理配置 的系列零件设计表。利用该表可 以方便地从一个零件 创造 出一个形状 相似的零件族。配置驱动法的基本思想在于基于零部件 的 3 D 模型，利 用系列零 件设计表 插入 E x c e l 表格，实现 E x c e l 与 S o l i d w o r k s 的无缝集成；基于 E x c e l 与 3 D模 型特征的映射关 系，利用表格数据参数化映射的特 征尺寸，实 现零件族库 的建立。使用
7、插 入 中的 系列零件设 计表 功能，即可 实现 E x c e l 与 S o l i d w o r k s 的无缝 集成；使用 注解 中的 显示 特征尺 维普资讯 http:/ 1 2期 王玉槐，等：基于 S o l i d w o r k s 的纺织机械三维参数化设计系统开发 3 2 0 7 寸 功能，将模 型所有 的实体特征名称作 编辑修改 并复制到 E x c e l 单元格 内，即可实现 E x c e l 与 3 D模 型特征的交互 映射。在 E x c e l 表格 的单元格 内，设 定配置名称、尺寸或特征名 称，把 每个 配置 的尺寸 值都放在表格 中对应 的单 元格 内。
8、对于需要 系列 驱动的尺寸，使用尺 寸的全名“尺寸名 特征名”；对于特征的状态，使用“MY M状态特征名”；对 于 备注列和用户注释列，可使用“MY M备注”和“M YM 用户注释”给各配置增加文本字符 串。在设计应用 时，通过双击配置名称，即可调用相应 的零件配置，进行多种配置的切换，同时 3 D模型则按 配置 的尺 寸被驱动到需要状态。在设计及装配 中，可 以选择 相应配置直接获得并使用所需模型，极大地缩短 了 设计时问，提高了设计的效率和可靠性。1 2 程 序驱 动法 对大多数产品零件而 言，可利用 S o l i d w o r k s的 A P I l】(A p p l i c a
9、t i o n P r o g r a mm i n g I n t e r f a c e)编 制特定 的程序以实现建模。程 序驱动法 的关 键是特 征及 A P I 的编程。通过对具体零件建模过程的编程，建 立零件库系统。程序驱动法的基本思想是利用数据参 数化，实 现设计交互；利用数 据库编程，实现 巨量数据 的存 储和调用；利用 A P I 编制建模过程程序，实现模型设 计。S o l i d w o r k s的A P I 包含 了数以百计的功能 函数。这些函数提供了程序设计者直接访问 S o l i d w o r k s的 能力，可 以被 C、C+等编 程语 言调 用。实 际上，S
10、 o l i d w o r k s系统本身是基于 V C+开发 的，因此，继 续使用 V C+进行二次开发不失为最佳方案。它不 仅能提高软件本身的兼容性，而且开发出的模块可 以完好地 嵌入 到 S o l i d w o r k s中 没有 任何 排斥 性。本文利用 V C开发 了 S o l i d w o r k s平台的纺织机械参 数化设计系统，下面对此开发技术做具体分析。利用 V C开发基于 S o l i d w o r k s的三维参数化设 计系统需两个 步骤：一是 可视 化交 互接 口设 计 阶 段；二是 建模 代码设 计 阶段。通过 分析模 型的特 点，确定模型各尺 寸间的数
11、字关 系，设 计交互参数 接 口，然 后参数值，在 V C平 台上 编程实现三 维模 型。纺织机械设计 中经常需要从 设计手册 等资料 中查找某 种 规格 的具体参 数 尺寸，为 提高设 计效 率，避免繁杂的输入，常以规格作为输入主参数，从 数据库中查找匹配 的具体尺寸数值，然后 由程序 自 动生成相应规格和尺寸的零件模型。为实现数据 库与 V C程序 的互连，必须使用数 据库接 口技术。常用的包括 O D B C(O p e n D a t a b a s e C o n n e c t i v i t y开放 式数据库连接)、D A O(D a t a A c c e s s O b j
12、e c t 数据访 问 对象)、A D O(A c t i v e X D a t a O b j e c t s A c t i v e 数据对象)等。目前，A D O技术以其独特 的优点得 到了程序设 计者 的 青 睐。独 立 的 E X E 文 件 和 动 态 链 接 库(D L L)文件都 可 以作 为 C O M 的组件 与 S o l i d w o r k s 集成，但在编写 E X E程序时，须 每次原形改 变时都 重建并测试，而 D L L模块则可单独测试且 占用空 问 小、运行效率高。S o l i d w o r k s 提供 了 D L L加载 的接 口，能将用户 的
13、D L L通过加 载嵌入 到 S o l i d w o r k s内 部 J。因此，本 文将 开发 出 的模 块编译 成 D L L文 件，实现其与 S o l i d w o r k s的无缝集成和嵌入。本文利用 S o l i d w o r k s 提供 的 V C开发 向导模板 A T L O b j e c t Wi z a r d建立 D L L工程。利用 A D O技术 实现 D L L工程与 S q l S e r v e r 2 0 0 0数据库 的连接，利 用 A P I 编程实现模 型设 计。利用 A T L插件模板不 需要多考虑动态链接库等编程方法，降低了开发难 度；
14、利用 A D O技术，增强 了访 问数据库的灵活性和 便捷性；A P I编程 的核 心是实现模 型特征 的建立。A P I 编程建模过程的一般实现伪代码如下：定义并选择指针；选择绘图平面；绘制草图；结束草图绘制；选择对象；特征设计；释放指针；1 3方法 剖析 及 比较 配置驱动法和程序驱动法，本质上都是利用参 数造型技术，通过交互参数驱 动建模。配置驱动法 本身是基于设计者 自行建立的完整模型，利用 E x c e l 系列设计表的数据驱动 已建模型 的参数，实现系列 维普资讯 http:/ 维普资讯 http:/ 1 2期 王玉槐，等：基于 S o l i d w o r k s 的纺织机械
15、三维参数化设计系统开发 3 2 O 9 r e t u r n；结束 3 结论 本文基于 S o l i d w o r k s三维设计 平台，利用系列 零件设计表、V i s u a l c+开发工具、E x c e l 和 S q l S e r v e r 数据库系统，建立 了纺织机械三维参数化设计系 统。本文对 系统开 发 中的配置法 和程序法 进行 了 具体的分析，在设计 中尽量做到让用户较少地输入 参数，由程序访 问外部数 据库获取相 关数据，极 大 地提高 了设计效率，而且使用 S o l i d w o r k s的 A T L插 件模板，降低了开发难度。但是要建立适 合公 司
16、需 要 的、专用 的 S o l i d w o r k s 功能模块还需 要不少 的努 力，如零件库 还需进一 步扩充和完 善，D L L框架还 需要优化等。参考文献 1 S o l i d wo r k s Co r p o r a t i o n S o l i d wo r k s 2 0 0 3 AP I He l p 2 李欣然 用 VC+对 S o l i d w o r k s进行 二 次开 发 机械 管 理开 发，2 0 0 7；(1)：9 5 9 7 3 周开勤 机械零件 手册(第五版)北京：高等教育出版社，2 0 0 1 4 殷 秀君 基 于 S o l i d w o
17、r k s的锅炉 三维参 数化应 用与研 究 机 床与 液压，2 0 0 3；4：l 9 5 一 l 9 7 De v e l o pm e nt o f 3 D Pa r a m e t r i c De s i g n S y s t e m o f Te x t i l e M a c h i ne r y Ba s e d o n S o l i d wo r k s WANG Yu h u a i，C HE N Yo n g q i n g ，XU J i n g x i a ，S HEN Gu i y i n g (Ha n g z h o u N o r m a l U n i
18、v e r s i t y，H a n g z h o u 3 1 0 0 1 2，P R C h i n a；N i n g b o U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，N i n g b 0 3 1 5 0 0 0，P R C h i n a；H a n g z h o u C h i n e n S t e a m T u r b i n e P o w e r C O，L T D ，H a n g z h o u 3 1 0 0 0 0，P R C h i n a)Ab s t r a c t A m e t h o d f o r
19、 d e v e l o p i n g 3 D p a r a m e t r i c d e s i g n s y s t e m o f t e x t i l e ma c h i n e r y b a s e d o n S o l i d w o r k s，Mi c r o s o f t Ex c e l，S q l S e r v e r a nd Vi s u a l C+i s d i s c u s s e dAn d t h e n，t h e s y s t e m b u i l t b y t hi s me t h o d s o l v e s t h
20、e p a r a me t ric d e s i g n p r o b l e m o n c o mp o n e n t s o f t h e p r o d uc t o f a n e n t e r p r i s e I t S wo r t h b e i n g c o n s u l t e d i n i mp r o v i ng t h e e f-fi c i e n c y o f d e s i g n Ke y wo r d s s o l i d w o r k s p a r a m e t r i c d e s i g n s y s t e m V i s u a l c+d a t a b a s e 维普资讯 http:/