基于Solid Edge的管件焊接元件参数化设计

李 敏 李 焱 叶敬猛

（1.炎黄职业技术学院，江苏 涟水223400；2.江苏泰丰针织有限公司，江苏 涟水223400）

0 引言

随着机械制造业的飞速发展， 对于管件的工艺要求越来越严格，而管件焊接夹具是将管件正确定位并夹紧，用于装配和焊接的工艺装备。 管件焊接元件作为其基础件，对这些元件进行参数化设计不仅可以提高零件的设计效率，对后续的夹具装夹也起着非常重要的作用。

Solid Edge 是EDS 公司推出的普及型主流CAD 软件包，基于特征的参数化、变量化设计技术，操作方便。 此外，还为用户提供了采用标准的Windows“对象链接与嵌入（OLE）”技术和“部件对象模式（COM）”技术的应用程序接口[1]。 开发者和用户能够通过使用ActiveX Automation技术的开发工具，例如Visual Basic(VB)、Visual C++等，对Solid Edge 进行二次开发， 来适应用户的一些特殊需要， 减少重复性的建模制图工作，提高工作效率。

1 Solid Edge 参数化设计方法

要实现VB 对Solid Edge 的参数化设计可以利用两种方法。 第一种方法是完全用程序语言描述零件的实体特征来建立零件的三维实体模型。 先创建2D 特征轮廓，然后创建实体模型，这种方法编程较复杂[2]。第二种方法是建立零件的三维实体模型，根据零件的特征尺寸建立设计变量， 在VB 程序中可以访问Solid Edge 模型变量表， 通过数值、函数、子程序等方式建立变量之间的关系。

将变量表与程序开发相结合实现变量化设计是对Solid Edge 进行二次开发的常用方法。它的参数化设计实现原理以三维参数化特征造型技术生成的三维模型为基础，用设计变量作为参数化程序与三维模型联系的纽带。

2 管件焊接元件参数化设计原理

本文在焊接元件参数化设计中，采用交互式方法获取管件、法兰等相关特征参数， 即采用鼠标事件获取特征的方法获取零件特征参数，操作人员无需输入任何数据即可获得相关焊接元件的设计参数[3]。其具体步骤如下：

1）焊接元件库的元件通过Solid Edge 的交互界面来创建，而不是由程序来创建。

2）在创建好的三维模型的基础上，根据部件的设计要求建立一组可以控制三维模型形状和大小的设计参数。并将这些参数存入后台数据库的数据表中。

3）通过对参数的修改（在用户交互界面上的修改），得到符合条件的实例模型。

在本文中，焊接元件参数选择不是由用户自己输入的，而是根据用户所选的零件（如管件、法兰等）特征参数所决定的。因此，采用了鼠标事件获取特征的方法来获取零件的特征，具体原理为：

1）确定需要获取参数的零件特征。

2）利用鼠标来拾取该特征上所需的特征类型，并在后台计算，给出该特征的参数。

3）对后台给出的参数进行反馈及修改。

3 管件焊接元件参数化设计实现

3.1 Solid Edge 鼠标事件获取零件特征参数

在Solid Edge 中， 鼠标事件的响应是Mouse 对象实现的——鼠标对象为VB 用户提供了所需接口，以便捕获Solid Edge 鼠标事件中的用户输入。 Solid Edge 中的鼠标事件（Mouse Event）包括单击（MouseClick）、双击（MouseDbClick）、按下（MouseDown）、抬起（MouseUp）、拖拽（MouseDrag）及移动（MouseMove）。

本系统中鼠标事件获取参数的代码如下：

3.2 焊接元件参数化设计主要步骤

首先用Solid Edge 的参数化特征造型技术建立一个能够反映同类零件所有特征的复合零件的三维模型，通过变量表操作建立设计变量和变量之间的约束关系，确定主控变量；再采用二次开发程序，获得设计数据并进行设计计算；然后打开复合零件的三维模型，获得变量表中的所有设计变量，给各变量的值赋予设计计算结果，便自动修改生成新的零件模型[3]。

本文以焊接元件中的V 型块为例介绍其基于Solid Edge 的参数化设计。

1）建立V 型块的参数化模型，如图1 所示。

图1 参数化的V 型块实体模型

2）在变量表中添加变量。

如图2 所示， 添加的变量都与模型中的尺寸变量建立了对应关系，程序通过控制参数变量来驱动实体模型的尺寸。

图2 V 型块模型的变量表

3）根据鼠标事件所获取的参数自动给出相应的模型参数。

在元件数据库中建立V 型块的数据表， 其参数表结构如图3 所示，参数表数据如图4 所示。

图3 V 型块的参数表结构

图4 V 型块的参数表数据

4）参数驱动模型

在Solid Edge 中，可以通过变量集合对象（Variables Object）和变量对象（Variable Object）实现对自定义变量的创建、创建及尺寸变量的编辑[4]。 从而可以实现模型建模的完全自动化。

可以看出，在参数化焊接元件设计中（程序结果如图5 所示），利用鼠标事件获取零件特征参数的方法， 再加上先进的数据库访问技术，使用户只需利用鼠标选取需要的零件（如管件、法兰等）特征即可自动获得与之相对应的焊接元件的参数，从而大幅度地提高参数化设计元件的效率。

图5 鼠标事件获取零件特征参数

4 结论

管件焊接元件的三维模型利用参数化设计通过设计变量来控制模型的生成时，图形的修改非常容易，而且操作方便，采用这种方法可以大大提高设计效率和零件的通用性，并为后续管件夹具的自动装配奠定了一定的基础。

［1］曾红.Solid Edge 高级应用教程[M].北京:化学工业出版社.

［2］李世国.开发So1id Edge 三维参数化造型模块的方法及应用[J].机械设计与制造,2003,2(1):25-27.

［3］张志刚,曹西京.特征参数化理论的研究[J].机械制造,2004,42(482):50-52.

［4］张剑澄,黄胜,王天翔.Solid Edge 高级篇[M].北京:机械工业出版社,2004:475.