基于Solidworks 的产品系列化设计系统初探

陈德航 温 丽（四川职业技术学院 四川 遂宁 629000）

0 引言

SolidWorks是基于Windows平台面向产品级的三维CAD软件，可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。借助该软件eDrawings功能，还可通过网络方便地共享CAD文件，实施协同工作。

我国阀门企业产品种类少、质量低、泄漏严重、寿命短等缺点，提高丰富产品种类以提高产品竞争能力。本文结合阀门企业实际状况，阐述了SolidWorks环境下阀门产品系列化设计系统的开发过程。

该系统能够减少设计人员大量反复工作，避免不必要的错误，并用自动化建模代替人工建模，节省设计者的实践和精力，降低设计成本。同时，最大限度的减少建模过程中人的参与，因此能大大降低对设计者使用三维软件水平的要求，能够节省人力物力。

1 系统总体框架

本文选用Solidworks软件为造型工具，以此为平台，充分利用Solidworks软件的各项功能进行参数化设计和系列化设计。最后，用API函数结合VB进行二次开发，进行系列化系统设计。

系统开发的目标是：界面简洁、操作简单；要求系统数据存储安全可靠，并能够方便的对数据进行管理；系统各模块分类清晰、明确；要求各模块独立性强、易于维护升级。

本系统包括的模块有：登录界面模块、数据库管理模块、三维建模模块及管理模块等多部分组成。

1.1 登录界面模块 该模块为用户和软件系统提供人机交互接口，方便用户进行管理。为了保障系统的安全，要求对系统使用者进行检验，只有注册过的设计者才能使用本系统软件。

1.2 数据库管理模块 该模块是系统所有数据的存储位置，采用统一的数据模式，能够最大的共享数据资源，和对数据库进行管理。

1.3 三维建模模块 该模块是系统的主要功能模块，在前面章节中已重点介绍了三维模型库的建立过程。模块设计中，将以此模块为基础，结合SoIidWorksAPI二次开发接口函数，进行编程应用，实现阀门系列化设计。

1.4 操作管理模块 该模块实现对系统的维护以及其它辅助功能。

本系统的主功能结构如图1所示。

图1 系列化系统功能图

2 系统设计重点

在建模过程中，配置可用于单一文件中，让零件或装配体进行多个设计变化。通过它可以开发和管理不同尺寸、零部件或其它参数的模型。产品系列化设计时，一般最常用的方法就是通过变化尺寸等生成不同配置。

利用方程式生成不同配置，需要对尺寸值进行数学计算时，用方程式可完成任务。在零件和装配体中均可用到方程式。同时，为了改变受方程式驱动的从动尺寸，可以压缩方程式，恢复原来的值。

通过SolidWorks二次开发进行参数化设计，从而使SolidWorks适应设计需求。参数化设计方法是将零部件实体建模中产生的参数用变量代替，通过赋予变量新值和对变量的修改，完成相似零部件的系列化设计。

通过零件或装配体不同配置功能可进行系列化设计，但他们都有各自的局限性。在创建更复杂的配置时，一般采用系列零件设计表进行。零件设计表不仅可以控制特征，还可以控制尺寸。整个系列零件设计表可使用电子表格创建并修改。使用自动创建方法可在列表中选择要添加在设计表中的尺寸，并以正确的格式自动添加上去。创建一个系列零件设计表，可把它另存为一个文件，利用该文件保持它与创建它的模型间的连接。

本CAD系统设计重点在于对阀门进行系列化设计，设计思路为：采用API外层程序根据用户要求查询系列化零件列表，如有相应模型的系列化零件设计表，则激活显示阀门模型；如果查询不到，则添加实例创建零件系列设计表。

图2 系列化模块结构图

在设计时，先建立了阀门三维模型，并将所有零件特征以参数形式表示后，再通过方程式、共享数值链接以及系列化零件表对图形添加约束，再用VB对SolidWorks进行二次开发。具体的工作流程如图3所示。

图3 SolidWorks二次开发流程

启动插件应用程序后可以执行:接受用户数据，打开三维实体模型文件，通过View类的HasDesignTable方法检杏设计表是否存在，通过ModeDoc2类提供的GetDesignTahle方法获取设计表，通过DesignTable类提供的各种方法编辑设计表。通过ModelDoc2类提供的GetConfigurativnByName获取设计表，通过ConfiguratianiManagcr类提供的get-Active-Configurativn方法激活实体显示。

该方法综合了多种方法的优点。将友好的界面提供给用户，将复杂的三维实体造型及设计计算交给SolidWorks来完成，既可充分发挥SolidWorks功能，又可以大幅减少编程人员的工作量及编程水平要求。大大提高了模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用系统开发方面有广泛的应用。

3 结论

本文通过前述的理论研究及实例认证，基于Solidworks的阀门产品系列化设计方法，并由此而建立的二次开发插件。经过该套设计，具有以下几方面的特点：

3.1 开放性好

本文以Visual Basic6.0为开发工具，采用Access数据库，在SolidWorks系统上进行二次开发，建立了一个面对用户的阀门系列化件库的插件系统，开放性好。

3.2 优良的继承性

由于该系统仍然依托于Solidworks环境，所以完全继承了具Solidworks系统的一切特性。比如：基于特征的参数化造型设计功能，用户除了调用系列化产品之外，也可以自己进行部分或完全的模型设计，也可以对系列化产品进行修改；生成的系列化零部件也可以可靠地与其他三维软件实现数据交换与共享，安全可靠。

3.3 交互性好

本文开发的二次插件系统，采用标准的Windows菜单及对话界面，完全与Solidworks融合，用户使用方便快捷，交互性好。

［1］孙建军.基于SolidWorks二次开发的非标准件参数化设计[J].现代制造工程，2003(6):30-32.

［2］王丽.基于 SolidWorks系列化零件设计的研究[J].机电产品开发与创新，2009（2）.

［3］陈岳坪，陈敏.SolidWorks的界面设计技术[J].广西工学院学报，2003（3）.