0 引言

　　SolidWorks是一套基于Windows的CAD桌面集成系統(tǒng)，支持參數(shù)化和特征造型技術(shù)。雖然SolidWorks所提供的功能非常強大，但要使其在我國企業(yè)中真正發(fā)揮作用，使常用的或重復的任務自動化，提高效率，就必須對其進行本地化、專業(yè)化的二次開發(fā)工作。本文是在基于軸系結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng)的研制上產(chǎn)生的，應用Solidworks二次開發(fā)來自動生成零件，并在Solidworks環(huán)境下完成自動裝配。

　　1 SolidWorks二次開發(fā)原理

　　SolidWorks基于COM(Component Object Model，組件對象模型)，完全支持OLE(Object Linking and Embed-ding，對象的鏈接與嵌入)標準，實現(xiàn)了OLE自動化。為方便用戶進行二次開發(fā)，SolidWorks提供了幾百個刪(Application Programming Interface，應用程序接口)，這些API函數(shù)是SolidWorks的OLE或COM接口。SolidWorks的API接口分為兩種：一種是基于OLE Au-tomation的IDispatch技術(shù)，通過IDispatch接口暴露對象的屬性和方法，以便在客戶程序中使用這些屬性并調(diào)用它所支持的方法。另一種開發(fā)方式是基于Windows基礎的COM。

　　SolidWorks API為用戶提供了完全面向?qū)ο蟮念愺w系，是一個自上而下的多層次的樹型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其部分組織結(jié)構(gòu)關系如圖l所示。它包括對象的類型、屬性和方法。SldWorks是根目錄對象類，位于應用程序的底層，是訪問SolidWorks API所有對象的入口。開發(fā)者通過操縱對象的屬性和調(diào)用對象的方法建立自己的應用程序。

　　2 SolidWorks二次開發(fā)工具

　　任何支持COM和OLE的編程語言都可以成為S0lidWorks的開發(fā)工具，如VB、VBA、C、VC++等。開發(fā)者可以根據(jù)自身的條件、工具的特點，選擇一種適合的開發(fā)工具.

　　Visual Baic(VB)是運行在Windows環(huán)境下的一種可視化編程語言，使用面向?qū)ο蟮木幊谭椒?OOP)，它所具有的圖形設計工具、結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式和開放的環(huán)境，可以使用戶即快又方便地編寫出Windows下的應用程序.

　　在SolidWorks中通過宏錄制可以記錄SolidWorks用戶的整個產(chǎn)品設計過程，把用戶的界面菜單操作所用到的SolidWorks對象、方法都一一記錄下來，其語法完全符合Visual Basic。根據(jù)宏文件中的對象和方法在自己的應用程序中合理調(diào)用，通過對變量的控制就可實現(xiàn)產(chǎn)品的參數(shù)化設計。在二次開發(fā)過程中，宏錄制文件中的許多對象、方法可以直接在Visual Basic應用程序中應用，簡化了開發(fā)過程。

　　3 機械零件參數(shù)化設計實現(xiàn)

　　3.1 零件二次開發(fā)的過程主要論述通過VB語言對SolidWorks進行二次開發(fā)，其主要流程如下：

　　3.1.1 建立零件的數(shù)據(jù)庫首先分析機械零件有關數(shù)據(jù)，利用VB的默認數(shù)據(jù)庫Access為每一種零件建立數(shù)據(jù)庫，如齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)庫，聯(lián)軸器參數(shù)數(shù)據(jù)庫等。在數(shù)據(jù)庫建成后，可以在應用程序中通過數(shù)據(jù)控件與特定的數(shù)據(jù)表連接起來。利用用戶輸入的主參數(shù)作為索引，用Findfirst方法即可讀出對應的數(shù)據(jù)。

　　3.1.2 分析零件的結(jié)構(gòu)特征，建立實體模型首先，針對要建立的實體，需要先分析其結(jié)構(gòu)，區(qū)別特征的主次，利用SolidWorks建立零件特征，建立宏文件，有些操作宏文件無法記錄，需要調(diào)用相關API繪圖函數(shù)。實現(xiàn)關鍵數(shù)據(jù)變量化，如齒輪分度圓自徑、齒輪寬度等，而這些變量的數(shù)據(jù)來源即為齒輪數(shù)據(jù)庫下的某種齒輪類型數(shù)據(jù)表。建模完成后，使用AddComponent4方法即可將零件插入當前裝配圖中.

　　3.1.3 建立應用程序VB開發(fā)的程序作為客戶方(client)，而SolidWorks作為服務方(server)，VB程序可建立與SolidWorks各級對象(object)的關聯(lián);另外，還必須在VB中通過“引用”(reference)JJll載SolidWorks類型庫，使VB識別程序使用的SolidWorks對像類型、屬性和方法。

　　3.2 齒輪聯(lián)軸器二次開發(fā)中的關鍵技術(shù)

　　以機械零件中的齒輪聯(lián)軸器為例介紹二次開發(fā)中的關鍵技術(shù)。

　　3.2.1 聯(lián)軸器數(shù)據(jù)庫技術(shù)CL6型號齒式聯(lián)軸器的部分標準數(shù)據(jù)如表1所示。

　　建立數(shù)據(jù)庫，在VB程序中引用數(shù)據(jù)庫，就可以通過程序查詢聯(lián)軸器的國家機械標準信息。選擇聯(lián)軸器需要參考聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速等信息，需要在程序中將聯(lián)軸器的數(shù)據(jù)信息加載到聯(lián)軸器設計的人機界面當中，供設計人員參考。

　　齒輪聯(lián)軸器需要做到全參數(shù)化的有齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、軸徑、鍵槽尺寸及相關安裝尺寸等。

　　實現(xiàn)模型創(chuàng)建，需通過VB環(huán)境下的數(shù)學模型計算，得出重要數(shù)據(jù)。對于齒輪聯(lián)軸器，最重要的是齒輪漸開線的計算。在VB環(huán)境中，建立漸開線直角坐標方程. 聯(lián)立方程組，利用循環(huán)語句來實現(xiàn)漸開線的計算。再將數(shù)據(jù)傳遞給ModelDoc2：SketchSpline方法繪制輪齒草圖， .調(diào)用FeatureManager：：FeatureExtmsion2方法拉伸輪齒。

　　圖2 聯(lián)軸器數(shù)據(jù)流程

　　3.2.2 零件、裝配文檔的創(chuàng)建SldWorks對象是SolidWorks API中最高級的對象，它提供了SolidWorksAPI中所有對象的直接或間接接口。通過該對象可以控制SolidWorks軟件的執(zhí)行或退出。在VB中利用Create Object方法來獲得Sldworks對象，利用該對象的activedoc方法可以獲得當前Solidworks文件對象。

　　3.2.3 零件自動建模實現(xiàn)創(chuàng)建了新的零件文檔后，通過定義對象與數(shù)據(jù)，調(diào)用創(chuàng)建草圖、實體的API函數(shù)來進行零件參數(shù)化建模代碼的編寫。

　　3.2.4 自動裝配實現(xiàn)創(chuàng)建了新的裝配文檔后，向裝配體中添加組件。先調(diào)用SldWorks::OpenDoc6方法打開所要添加的組件，再使用AssemblyDoc::addcomponent4函數(shù)往裝配體中插入零部件。

　　在Solidworks中，可以使用變換確定或者移動一個部件在裝配體中的物理位置。所有零件和裝配體都有它們各自的原點，當裝配體空間與部件空間不一致時，要使用變換來設置或獲得部件相對于裝配體的距離和旋轉(zhuǎn)角度。如果半聯(lián)軸節(jié)原點與裝配體原點不同且不同軸，那么AddComponent4方法的位置參數(shù)必須由半聯(lián)軸節(jié)中心乘以半聯(lián)軸節(jié)部件相對于裝配體原點的變換來確定。調(diào)用MathUtility:;CreateTransform方法用來創(chuàng)建MathTransform對象，MathTransform對象是用于操作部件變換信息的接口。

　　對零件添加配合關系之前先使用ModelDocExtension::SelectByID方法選中待配合的零件上的幾何元素，然后使用AssemblyDoc::Addmate3方法定義配合關系。如果之前已經(jīng)定義過相應的用于配合的基準面和基準軸，會使配合時選取待配合元素變得更為容易。做配合時，需要經(jīng)常選擇到零件的面、線等，所以主要的問題在于如何選擇合適的面、線，同時需要熟練掌握AsemblyDoc：：AddMate3函數(shù)的使用。在得到一個組件(component)或者一個特征(feature)時，可以使用Igetfaces、Igeflirstface、Igetnextface等方法遍歷一個組件或特征等的各個面，來達到選擇面的目的。

　　4 開發(fā)人機交互界面及運行結(jié)果

　　本示例基于作者研制的軸系結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng)。以Vistud Basic語言為開發(fā)平臺通過調(diào)用SolidWorks API函數(shù)建立齒輪聯(lián)軸器模型，操作界面如圖3所示。選擇需要的齒輪聯(lián)軸器類型，點擊“三維模型建立”即可實現(xiàn)在SolidWorks中自動創(chuàng)建相應型號的聯(lián)軸器模型。重新選擇型號，點擊按鈕，新的模型將在Solidworks環(huán)境中重生，程序無需更改。CL6齒式聯(lián)軸器裝配操作界面如圖4所示。添加裝配實體，選擇配合元素與方式，即可在Solidworks環(huán)境下實現(xiàn)聯(lián)軸器零件的自動裝配。

　　5 結(jié)語

　　論述了SolidWorks軟件的二次開發(fā)原理，介紹了利用VB語言在SolidWorks環(huán)境下實現(xiàn)機械零件自動建模與裝配的可能性及方法，使機械零部件的建模、裝配實現(xiàn)了參數(shù)化、自動化。我們研究的SolidWorks的二次開發(fā)技術(shù)對于減輕設計人員的工作強度、實現(xiàn)工程設計的自動化、開發(fā)集成化的CAD系統(tǒng)有很大的作用。