一、引言

　　Solid Edge是EDS公司推出的普及型主流CAD軟件包，是EDS PLM系統(tǒng)的一個分支。基于特征的參數(shù)化、變量化設計技術，使其操作方便，簡單易學。此外，Solid Edge還為用戶提供了采用標準Windows“對象鏈接與嵌入(OLE)”技術和“部件對象模式(COM)”技術的應用程序接口，開發(fā)者和用戶能夠通過使用Visual Basic、Visual C++以及任何一種支持ActiveX Automation技術的工具，對Solid Edge進行二次開發(fā)，來適應用戶的一些特殊要求，減少重復性建模制圖工作，全面擴展Solid Edge的功能或將其功能集成到客戶應用程序中，以實現(xiàn)Solid Edge的完全客戶化。本文介紹了基于ActiveX Automation技術開發(fā)Solid Edge的基本原理。

　　二、 ActiveX Automation技術與Solid Edge的對象層次結構

　　1. ActiveX Automation技術

　　ActiveX Automation是Microsoft公司提出的一個基于COM的技術標準，以前被稱為OLE技術，其宗旨是在windows系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下，協(xié)調不同的應用程序，準許這些應用程序之間相互溝通、相互控制。它通過在兩個程序間安排對話，達到一個程序控制另一個程序的目的。其過程為：首先一個應用程序決定引發(fā)ActiveX Automation操作，這個應用程序自動成為C1ient，被它調用的應用程序成為Server。Server收到對話請求后，決定暴露哪些對象給 C1ient。在給定時刻，由C1ient決定實際使用哪些對象，然后ActiveX Automation命令被傳給Server，由Server對命令作出反應。Client可以持續(xù)地發(fā)出命令，Server忠實地執(zhí)行每一條命令，最后由Server提出終止對話。

　　這里將So1id Edge理解為一個服務程序(Server)，而二次開發(fā)出來的程序為客戶程序(C1ient)。用戶只要在客戶程序上進行操作，客戶程序將驅動So1id Edge完成相關的工作，用戶無需全面掌握Solid Edge。

　　2.So1id Edge的對象層次結構

　　對象之間通過被稱為對象模型或對象層次結構的形式相互聯(lián)系。So1id Edge的對象層次結構可以描述為自上而下的樹結構，其根節(jié)點對象就是一個應用。So1id Edge擁有4種工作環(huán)境：零件(Part)、鈑金(Sheet Metal)、裝配(Assembly)和工程圖(Drdt)。其中，零件和鈑金共用一個對象層次結構，而裝配和工程圖分別擁有各自獨立的層次結構。根節(jié)點作為應用對象，是惟一一個允許開發(fā)程序直接訪問的對象，可以也只能通過該對象才能訪問其下級的所有對象。圖1所示為裝配環(huán)境的簡單對象層次結構， Application指Solid Edge應用程序，Documents是一個集合對象，它包含了前面所提到的四種工作環(huán)境。要訪問某一工作環(huán)境，首先必須得到它的文檔對象 (Document)。這里為了進入裝配環(huán)境，用到了裝配文檔對象AssemblyDocument。

　　圖1 簡單對象層次結構

　　三、 ActiveX Automation應用方法

　　1.引用Solid Edge類型庫

　　Solid Edge通過類型庫提供了大量的內部功能，以便于從Visual Basic(以下簡稱VB)等開發(fā)工具中，通過ActiveX Automdion訪問這些功能。Solid Edge提供的類型庫包括：Assembly.tlb(裝配類型庫)、constant.tlb(常數(shù)類型庫)、Drdt.tlb(制圖類型庫)、 propauto.dll(文件屬性對象庫)、framewrk.rlb(框架結構類型庫)、geometry.tlb(幾何類型庫)、part.tlb (零件和板金類型庫)等。若以VB作為開發(fā)工具，首先必須在其環(huán)境中引用Solid Edge的有關類型庫，才能通過ActiveX Automation訪問Solid Edge提供的主要對象。在VB的集成環(huán)境中，通過“工程”菜單中的“引用”命令，將所要用的庫選中，即可調用對應的類型庫(圖2)，并且可以在VB的對象瀏覽器中查看對象庫、類型庫、類、屬性、方法以及事件(圖3)。

　　圖2 選中所需要的庫

　　圖3 VB的對象瀏覽器

　　2.調用Solid Edge應用程序

　　當選擇VB為一個支持ActiveX Automation的應用程序進行編程開發(fā)時，就必須和該程序進行通訊。Solid Edge提供的應用對象(Application)為實現(xiàn)這種通訊提供了可能。應用對象是惟一一個允許Visual Basic程序直接訪問的對象，它位于層次結構樹的頂部，可以也只能通過該對象才能訪問其下級的所有其他對象。

　　VB提供了兩個函數(shù)調用Solid Edge：CreateObject和GetObject。

　　Dim objApp as Object

　　Set objApp=CreateObject(“SolidEdge.Application”)

　　Set objApp =GetObject(“”,“SolidEdge.Application”)

　　兩個語句都創(chuàng)建不可見的Solid Edge應用對象。

　　下面的語句使用GetObject連接到已經存在的Solid Edge實例：

　　Set objApp=GetObject(,” SolidEdge.Application”)

　　該語句會搜索已經存在的Solid Edge實例，如果找到，變量objApp指向該實例;否則，命令失敗。

　　在使用CreateObject或者GetObject來驅動Solid Edge的應用時，該應用不會自動創(chuàng)建文檔對象，必須使用文檔集合對象的Add方法來建立一個文檔對象。Add方法是有參數(shù)的，該參數(shù)用于確定所創(chuàng)建的文檔對象的類型或者使用的模板。如果參數(shù)為空，程序會提示用戶選擇一個模板。下面語句的功能是在新建的應用中建立一個零件文檔對象：

　　Set objApp=GetObject(,” SolidEdge.Application”)

　　Set objDocument=obj App.Document.Add(“SolidEdge. PartDocument”)

　　要將一個Solid Edge的應用實例從內存中移除，則需要使用應用對象的Quit方法：

　　ObjApp.Quit

　　3.創(chuàng)建輪廓

　　和交互環(huán)境創(chuàng)建特征一樣，絕大多數(shù)特征需要先定義二維輪廓，再向空間拉伸形成特征。而輪廓的創(chuàng)建往往是在一個平面上進行的，所以首先要定義參考平面。定義參考平面的方法有以下幾種：

　　AddParallelByDistance(重合或平行平面);

　　AddParallelByTangent(相切平面)

　　AddAngularByAangle(傾斜或垂直平面);

　　AddNormalToCurve和AddNormalToCurveAtDistanse(法線方向平面)。

　　例如，下面語句就創(chuàng)建了一個與ParentPlane平面平行的參考平面objRefPlane。

　　Set objRefPlane=objRefPlanes. AddParallelByDistance(ParentPlane, Distance,_ NormalSide,Local)

　　創(chuàng)建好參考平面后，便可在參考平面上創(chuàng)建二維輪廓。一個輪廓由若干個線框因素構成，如果輪廓包括不止一個因素，則這些元素必須首尾相連，可以通過在元素端點之間增加關系來實現(xiàn)。二維輪廓的創(chuàng)建步驟如下：

　　(1)創(chuàng)建空的輪廓對象(Profile object);

　　(2)利用Solid Edge提供的直線和圓弧等對象來繪制輪廓圖;

　　(3)利用Relations2d集合對象設置集合圖形之間的關系;

　　(4)設置必要的尺寸;

　　(5)使用End方法驗證輪廓的有效性。

　　4.創(chuàng)建特征

　　在PartDocument環(huán)境下，利用模型集合(Models)中的不同方法對以創(chuàng)建的輪廓進行AddExtrudedProtrusion(拉伸)、AddRevolvedProtrusion(旋轉拉伸)、AddBaseHelix(螺旋拉伸)等操作創(chuàng)建出基本模型對象(Model)，再利用每個基本模型對象的Chamfers(倒角)、rounds(倒圓) 、Holes(孔)、Thins(抽殼)等對象集合中的Add方法創(chuàng)建出后續(xù)的特征。

　　例如，語句“Set objModel = objDoc.Models. AddFiniteExtruded Protrusion(1, objProfile, both, 0.05)”表示將objProfile幾何輪廓對象雙向拉伸50mm創(chuàng)建出基本拉伸特征objModel。

　　語句“Set objChamf=objModel. Chamfers. AddEqualSetback(2, objEdge, 0.005)”表示對拉伸體objModel的objedge邊集合進行回切值為5mm的等邊倒角。

　　5. 裝配零件

　　在裝配文檔(AssemblyDocument)中，一個裝配體就是一個零部件的集合(Occurrences)。向裝配圖中加入零件分為兩步：第一步，利用零部件集合提供的AddByFilename方法添加一個零部件(Occurrence)。語句“Set objOccurrence=objAssmDoc. Occurrences.AddByFilename("D: chead.par")”就是表示向Occurrences裝配體中加入D盤下的零件chead。第二步，刪除加入裝配體的零件的三維關系，并設置其新的三維關系。可以通過兩個集合訪問裝配關系對象：AassemblyDocument對象中的Relations3d集合和每個零件對象的 Relations3d集合。零件的三維關系共有五種類型：AxialRelation3d用來定義回轉面之間的關系;GroundRelation3d 用來定義固定關系;PlanarRelation3d用來定義兩個平面間的關系，包括貼合和對齊;PointRelation3d用來定義裝配中點與點的連接關系;AngularRelation3d用來定義兩個對象之間的角度關系。

　　例如，刪除加入裝配體的零件(objOccurrence)的三維關系用語句：“Call objOccurrence. Relations3d (1).Delete”;將加入零件的孔(objReference Hole)和裝配體中一個零件的軸(objReferencePole)對齊，用語句：“Set objPoleToHole = obj Doc.Relations3d.AddAxial(obj ReferenceHole, objReferencePole,_ False)”。

　　四、程序運行方式

　　用VB技術和Solid Edge二次開發(fā)接口開發(fā)的應用程序有兩種運行方式：一是將應用程序作為可執(zhí)行文件直接運行，由程序控制Solid Edge的調入和退出。二是將程序作為一條宏命令嵌入到Solid Edge中。具體方法是：在VB的“文件”菜單中選擇“制作 .exe”，將應用程序編譯生成ActiveX Automation程序。打開Solid Edge的“工具條”對話框，按照提示新建一個工具條，確定后在出現(xiàn)的“自定義”對話框中選擇“宏”，單擊“瀏覽”，找到剛才編譯的EXE程序，拖放到新建的工具條上，并選擇合適的圖標。用戶在Solid Edge環(huán)境下，只要點擊該工具條即可運行程序。

　　五、開發(fā)實例

　　筆者用VB在Solid Edge平臺上開發(fā)了一套注塑模標準模架的自動裝配系統(tǒng)，圖4為主界面。從對話框中選擇零件及其尺寸規(guī)格，系統(tǒng)將讀入參數(shù)數(shù)據(jù)，修改零件庫中該零件的變量表，并存入指定文件夾。完成所有零件的選擇后，系統(tǒng)將其自動裝配在一起。

　　圖4 自動裝配系統(tǒng)主界面