基于Solid Works的工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)
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郭 瑩1，曹巨江1，張科宇2
（1．陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710021;2．西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院，陜西 西安 710055）
摘要：以面向?qū)ο蟮腣B 6.0為開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合Access建立的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，控制服務(wù)端Solid Works二次開發(fā)接口的API函數(shù)，調(diào)用對(duì)象、屬性、方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化模塊的二次開發(fā)。用該方法可以快速、準(zhǔn)確、高效地設(shè)計(jì)出符合用戶要求的工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼的三維模型。
關(guān)鍵詞：工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼；參數(shù)化設(shè)計(jì)；Solid Works
中圖分類號(hào)：TP391.7：TS941. 562+．2
0 引言
工業(yè)縫紉機(jī)是制衣業(yè)的主體設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)性設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)縫紉機(jī)的不同用途，形成眾多不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)規(guī)格的系列化產(chǎn)品�？p紉機(jī)的整體結(jié)構(gòu)中，機(jī)殼是用來支承和固定其他零件的關(guān)鍵部件，其外形結(jié)構(gòu)大多相似，主要由機(jī)頭、懸梁、尾座、底座4部
分組成，結(jié)構(gòu)中以箱壁、筋板、平臺(tái)、凸臺(tái)以及孔等為主要特征，機(jī)殼三維設(shè)計(jì)通常需要根據(jù)客戶的要求，在已有模型的基礎(chǔ)上重新建立草圖中的幾何關(guān)系約束、尺寸定義約束和方程式約束，該方法增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作量以及開發(fā)周期。本文運(yùn)用參數(shù)化的設(shè)計(jì)理念，使用高級(jí)語言VB對(duì)Solid Works進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)縫紉機(jī)機(jī)殼零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，以縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)效率。
1 工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法
1.1 工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)原理
本文設(shè)計(jì)的參數(shù)化建模過程為：機(jī)殼外形特征分析-創(chuàng)建機(jī)殼基體特征 創(chuàng)建機(jī)殼附加特征一定義尺寸變量。按相似性原理構(gòu)建機(jī)殼零件系列產(chǎn)品的基本參數(shù)模型，在幾何拓?fù)潢P(guān)系不變的情況下提取能夠反映產(chǎn)品性能、用戶要求及能夠控制零件基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)作為驅(qū)動(dòng)變量來控制參數(shù)模型的幾何尺寸，例如控制機(jī)殼基體形狀的主參數(shù)是機(jī)殼的總長度L、總高度H以及總寬度W，控制機(jī)殼基體形狀的其他L系列參數(shù)、H系列參數(shù)、W系列參數(shù)是由主參數(shù)通過方程式約束定義的參考變量。在構(gòu)建好基體截面圖形的幾何參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系后，在Solid Works環(huán)境下繪制機(jī)殼基體形狀的二維草圖，并對(duì)草圖建立幾何參數(shù)的全約束，通過拉伸操作生成特征的定義參數(shù)。機(jī)殼零件中凸臺(tái)、凹槽以及孔等特征的生成需要選擇合適的基準(zhǔn)面繪制二維輪廓草圖以及通過相應(yīng)的操作生成特征的定義參數(shù)。機(jī)殼零件的參數(shù)化提取
等的尺寸參數(shù)作為驅(qū)動(dòng)變量，通過參數(shù)化建模建立幾何約束集關(guān)聯(lián)，通過編寫應(yīng)用程序建立參數(shù)關(guān)聯(lián)，以人機(jī)交互方式修改參數(shù)尺寸實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的重新設(shè)計(jì)。工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼主要尺寸參數(shù)如圖1所示。
1.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)的開發(fā)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)方法
(1)在Microsoft Access中建立機(jī)殼零件設(shè)計(jì)中所需的表格數(shù)據(jù)庫，儲(chǔ)存相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)鏈接功能。
(2)在Solid Works中建立機(jī)殼零件的參數(shù)化三維模型，選擇建模過程中自動(dòng)生成的設(shè)計(jì)變量，在VB界面中進(jìn)行參數(shù)修改，尺寸驅(qū)動(dòng)生成形狀相似、規(guī)格不同的零件模型。
(3)使用VB語言進(jìn)行機(jī)殼參數(shù)化模塊的界面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者可通過應(yīng)用程序界面錄入設(shè)計(jì)參數(shù)，程序?qū)⒆詣?dòng)修改參數(shù)化建模時(shí)自動(dòng)生成的設(shè)計(jì)變量，編譯程序并生成可執(zhí)行程序供Solid Works程序調(diào)用。
(4)連接機(jī)殼設(shè)計(jì)模塊中的主要設(shè)計(jì)參數(shù)與Ac-cess數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫返回的其他尺寸參數(shù)通過Solid Works中的API接口函數(shù)傳給Solid Works，通過尺寸驅(qū)動(dòng)法和關(guān)系式法完成Solid Works的二次開發(fā)。
2工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)
2.1 Visual Basic 6．0開發(fā)Solid Works
本設(shè)計(jì)采用人機(jī)交互形式對(duì)Solid Works進(jìn)行二次開發(fā)，提取合理的設(shè)計(jì)變量，通過VB程序驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)變量實(shí)現(xiàn)模型的更新，該方法編程較簡單，通用性好。對(duì)Solid Works進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，首先創(chuàng)建Solid Works的應(yīng)用對(duì)象實(shí)現(xiàn)與Solid Works的對(duì)接，VB中通過Create Obj ect方法來獲取Solid Works應(yīng)用對(duì)象，通過Active Doc方法獲取當(dāng)前Solid Works文件對(duì)象。接著調(diào)用Solid Works的API函數(shù)，通過接口打開已存在的模型，其相應(yīng)程序如下：
2.2Visual Basic 6.0訪問Access數(shù)據(jù)庫
本設(shè)計(jì)使用Access建立“工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼零件參數(shù)數(shù)據(jù)庫”，機(jī)殼零件表中包含機(jī)殼類型、L、H、W、T1～T6、D1～D3、R1～R4等字段，表中數(shù)據(jù)均采用手動(dòng)直接錄入，數(shù)據(jù)表建立以后，通過在VB 6.0中編寫程序?qū)⑷S模型的尺寸參數(shù)和數(shù)據(jù)表提供的變量相匹配。本文選用ADO作為開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的編程接口，ADO連接數(shù)據(jù)庫可以通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)：首先，在工程菜單下的部件中添加ADO控件；其次引用ADO對(duì)象庫，設(shè)置Connectionstring屬性，并使用生成的連接字符串來指定數(shù)據(jù)庫；最后設(shè)置Record-Source屬性。通過以下程序可以實(shí)現(xiàn)ADO與Access數(shù)據(jù)庫和ADO與Data Grid的連接：
2.3機(jī)殼零件參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)
機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)是通過改變特征的幾何約束和尺寸約束，刷新并重建模型，被修改的特征及其相關(guān)的所有特征將一同被修改。設(shè)計(jì)過程采用全相關(guān)技術(shù)，即所有的對(duì)象都只存在于數(shù)據(jù)庫中一次，并且數(shù)據(jù)庫是唯一的、完整的，保證了設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)了零件、裝配和工藝設(shè)計(jì)的同步進(jìn)行Ⅲ。在本次設(shè)計(jì)中，建立相應(yīng)窗體完成機(jī)殼參數(shù)化模塊的界面設(shè)計(jì)，在該界面中選擇機(jī)殼類型，程序調(diào)用Access數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)參數(shù)并將這些參數(shù)返回到VB界面顯示其主要設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)者也可以單獨(dú)對(duì)這些調(diào)用的參數(shù)進(jìn)行修改、追加及刪除，點(diǎn)擊界面中的“生成模型”按鈕，程序驅(qū)動(dòng)Solid Works自動(dòng)完成建模，當(dāng)改變下拉列表框中機(jī)殼類型時(shí)，機(jī)殼的三維實(shí)體模型完成自動(dòng)更新。開發(fā)的工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊界面如圖2所示。
3 結(jié)論
(1)采用VB編程語言建立了Solid Works二次開發(fā)的應(yīng)用程序框架，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化模塊，通過尺寸驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)建模方法及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多樣性的功能實(shí)現(xiàn)了機(jī)殼零件庫的柔性管理。
(2)提出基于Solid Works的工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，該方法中采用Access建立“工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼零件參數(shù)數(shù)據(jù)庫”管理系統(tǒng)，同時(shí)運(yùn)用ADO控件與數(shù)據(jù)庫連接，實(shí)現(xiàn)用表驅(qū)動(dòng)法完成機(jī)殼的參數(shù)化設(shè)計(jì)。
(3)提出的工業(yè)平縫機(jī)機(jī)殼參數(shù)化設(shè)計(jì)方法可以類比運(yùn)用在其他機(jī)械零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)中。
