基于VB的SolidWorks二次开发在织机织造导航系统中的应用

郑升圆，李 响，刘 迪

(沈阳宏大纺织机械有限责任公司，沈阳 110141)

0 引言

电子技术的不断发展和自动化控制装置的大量使用，促使织机最高织造速度不断创出新高，随之而来的是织造工艺参数的调整越来越复杂，对开口、引纬、打纬、送经和卷取间的协调配合要求也越来越高，手动调整需要反复开车验证，造成废品率高、调整周期长等问题。为有效解决上述问题，织造导航系统应运而生。织造导航系统的建立需要融合丰富的织造经验(包括纱线、织物、布料等方面的织造参数)及织机设计方面的专业技术，是一个长时间累积大量数据的过程[1-2]。目前只有国外几个历史悠久的织机制造商能提供此系统，如：日本津田驹(Tsudakoma)公司的Weave Navigation System系统，日本丰田(Toyota)公司的ICS系统，比利时必佳乐(Picanoi)公司的EasyStyle系统等。

笔者以毛巾机起圈机构参数对毛巾机纱线长度变化的影响为例，使用VB对SolidWorks进行二次开发，提出一种快速获取多变量织造参数的方法，加快建立织造导航系统的速度[3]。

1 毛巾机起圈机构

毛巾机起圈机构主要由胸梁、后梁、中间摆杆、毛轴张力调节轴、地轴张力调节轴等组成，其结构见图1。在织造过程中，由于毛巾毛倍率的不同及毛轴纱线品种的差异，需要综合调整起圈机构，来达到织造工艺参数对纱线张力的控制。主要控制参数是中间摆杆的移动量，由后梁位置来确定毛轴纱线和地轴纱线的长度变化，基于此给出织造导航系统的最佳推荐值。

1—胸梁；2—中间摆杆；3—毛轴张力调节轴；4—地轴张力调节轴；5—后梁。图1 毛巾机起圈机构结构

2 二维草图转换

由于起圈机构的运动是由多组连杆结构复合叠加而成，直接使用三维实体模型获得控制参数，所需计算量大，耗费时间长。故将三维实体模型转换为二维平面草图来确定各组连杆的位置，进而得出纱线长度数据。

实施方法如下，将影响起圈纱线变化的有关零部件，如：起圈机构、毛轴织轴、地轴织轴、卷取摩擦辊、主墙板、毛轴副墙板、后梁托座等在三维环境中组装完成，见图2。

1—毛轴织轴；2—毛轴副墙板；3—后梁托座；4—地轴织轴；5—主墙板；6—卷取摩擦辊；7—起圈机构。图2 起圈机构装配三维模型

将三维实体模型中关键控制尺寸参数转换到二维草图中，如图3所示。为方便后续数据处理，将二维草图分成起圈机构层草图、毛轴经纱层草图、地轴经纱层草图3层，分别见图4～图6。

图3 起圈机构装配体二维草图

图4 起圈机构层草图

图5 毛轴经纱层草图

图6 地轴经纱层草图

3 数据准备

3.1 起圈机构准备

在已转换为二维草图的起圈机构草图中修改各条直线和圆弧的几何关系。由于原草图是从三维实体中转化得来，故所有线段的几何关系全部为“完全定义”，在SolidWorks中显示为黑色，将所有端点的定位几何关系全部删除，仅保留各个连杆的杆长定义关系和连杆选择圆心定位关系。此时在草图中只有曲轴的旋转角A(见图7)，以及后梁的安装位置B，C(见图8)，这3个尺寸驱动显示为蓝色，说明其处于活动状态为完全定义，符合起圈机构运动规律。

图7 曲轴角度控制参数

图8 后梁位置控制参数

3.2 地轴经纱准备

首先删除地轴经纱层草图中所有线段端点的“重合”几何关系，保持各轴和辊的圆心位置不变。由于各段圆弧的直径定义几何关系已经不复存在，因此需将后梁摆杆、胸梁摆动轴及胸梁支撑杆处圆弧按半径数值重新定义。然后添加各段圆弧与接触点线段的相切关系。最后根据SolidWorks草图的“方程式”功能，绘制一条直线，将其长度用方程式功能定义为各段线段和圆弧长度之和。

3.3 毛轴经纱准备

毛轴经纱准备与地轴经纱准备基本类似，只是毛轴纱线的路径较长，多了两段圆弧，因此在实际操作过程中，对于不同类型的织机纱线路径差异较大。在使用较低版本的SolidWorks时，可能会提示SolidWorks草图的“方程式”功能中所设置的方程参数超过最大限定值，在这种情况下分成两段线段设置即可。

3.4 数据量估算

以津田驹喷气毛巾机为例，织机角度控制精度为2°，后梁前后位置调整最大范围为380 mm，调节分度值为20 mm，后梁高低位置调节最大范围为100 mm，调节分度值为10 mm。为完成织造导航系统的建立，共采集织机角度179个，后梁前后位置20个，后梁高低位置11个，合计共采集39 380(即179×20×11)条数据。

4 SolidWorks二次开发

4.1 二次开发流程

前期数据准备完成后即可对SolidWorks进行二次开发。毛巾机起圈机构纱线长度自动检测程序可实现起圈机构位置参数化设定、毛轴和地轴纱线长度自动测量，并将计算数据输出到电子表格中，以备后续织造导航系统使用。

起圈机构纱线长度自动检测程序运行流程如下。

step 1：初始化，设置相关参数和变量；

step 2：调用起圈参数二维草图，设定曲轴角度和后梁位置参数；

step 3：调用毛轴经纱二维草图，测量各段纱线长度，并汇总出毛轴段经纱总长度；

step 4：调用地轴经纱二维草图，测量各段纱线长度，并汇总出地轴段经纱总长度；

step 5：转入Excel接口程序，将设定数据和测量及汇总数据输出到Excel文件；

step 6：重复step 2～step 5，直到所有设定参数全部运行完成，保存数据，关闭相关软件。

4.2 主要开发代码及解释

4.2.1 Step 1 主要代码

Dim swApp As Object

Dim Part As Object

Dim boolstatus As Boolean

Dim longstatus As Long，longwarnings As Long

Rem 定义SolidWorks 接口系统变量

Set swApp=Application.SldWorks

Rem调用SolidWorks主程序

Set Part=swApp.OpenDoc6(“E：起圈机构.SLDPRT”，1，0，“”，longstatus，longwarnings)

Rem打开起圈机构SolidWorks文件

myModelView.FrameLeft=0

myModelView.FrameTop=0

Set myModelView=Part.ActiveView

myModelView.FrameState=swWindowState_e.swWindowMaximized

Rem设置SolidWorks窗口显示方式，显示角度

4.2.2 Step 2 主要代码

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(“起圈参数”，“SKETCH”，0，0，0，False，0，Nothing，0)

Rem选择起圈参数草图

Part.EditSketch

Part.ClearSelection2 True

Rem进入草图编辑状态

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(“D1@起圈参数@起圈机构.SLDPRT”，“DIMENSION”，0，0，0，False，0，Nothing，0)

Rem选择曲轴角度控制参数

Set myDimension=Part.Parameter(“D1@起圈参数”)

Rem进入参数赋值状态

myDimension.SystemValue=a1

Rem将a1变量值传递给曲轴角度，完成曲轴角度自动设置

4.2.3 Step 3 主要代码

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(“起圈参数”，“SKETCH”，0，0，0，False，0，Nothing，0)

Rem选择毛轴经纱草图

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(“D11@毛轴经纱@起圈机构.SLDPRT”，“DIMENSION”，0，0，0，False，0，Nothing，0)

Rem选择毛轴经纱草图中第1段纱线D11

Set myDimension=Part.Parameter(“D11@2—杆长”)

Rem读取D11长度数值

b1=myDimension.Value

Rem将数值传递给b1，为输出数据做准备

4.2.4 Step 4 主要代码

与Step 3类似，不再赘述。

4.2.5 Step 5 主要代码

Set xl=Get Object(，“Excel.Application”)

Rem调用Excel主程序

Set xlsh=xl.ActiveSheet

Rem打开工作表sheet1

xlsh.Cells(1，1)=“曲轴角度”

xlsh.Cells(1，2)=“后梁前后位置值”

xlsh.Cells(1，3)=“后梁高低位置值”

xlsh.Cells(1，4)=“毛轴纱线总长”

xlsh.Cells(1，5)=“地轴纱线总长”

Rem定义各数据列标题

4.2.6 Step 6 主要代码

ActiveWorkbook.Saveas Filename：=“E：/起圈机构.xls”，

FileFormat：=xlOpenXMLWorkbook，CreateBackup：=False

ActiveWorkbook.Close

Rem保存输出到Excel的数据，然后将其关闭

Set Part=Nothing

swApp.CloseDoc“起圈机构.SLDPRT”

Rem释放草图窗口，关闭SolidWorks

4.3 程序运行结果

经过二次开发后，在配置2G内存、软件版本为SolidWorks2010及Office2007的机器上运行，时间为70 min～75 min，实际采集39 380条数据，数据汇总见表1。

表1 数据汇总

随机选取实际运行采集的数据，与手动测量数据准确性进行对比，对比数据见表2。

表2 数据对比

从表2数据可以看出，毛巾机起圈机构纱线长度自动检测程序采集的数据和手动测量的数据基本一致，该系统不仅极大地提高了数据的采集效率，而且精度能满足织造导航系统要求。

5 结论

5.1随机选取实际运行采集的数据，与手动测量数据准确性进行对比，毛巾机起圈机构纱线长度自动检测程序采集的数据和手动测量的数据基本一致，其精度能满足织造导航系统要求。

5.2此方法可应用于其他产品传动机构的优化设计，特别是连杆机构的控制参数调整。