【正文】 置。能觀察完全動態(tài)地裝配設(shè)計中可運動的零部件的運動形式。在調(diào)用大裝配時，“輕化”零部件的功能極大地提高了運行速度。富有創(chuàng)意的裝配管理器和產(chǎn)品配置管理器可對整個裝配過程進行管理。這使得系列產(chǎn)品和和同類零部件基于單一的設(shè)計，文檔的建立和編制從而更加合理和高效。 設(shè)計直接面向產(chǎn)品配置，通過產(chǎn)品 配置管理器，設(shè)計者可以建立和修改指定產(chǎn)品配置，幾何形狀、裝配關(guān)系、零部件顏色和其它屬性都能在產(chǎn)品配置中控制。裝配模型支持設(shè)計表，可用設(shè)計表創(chuàng)建和驅(qū)動產(chǎn)品配置，也可通過設(shè)計表的參數(shù)來控制產(chǎn)品配置的選擇。支持多重的子裝配 。在裝配模型中，可進行前后關(guān)聯(lián)的設(shè)計。在進行自動裝配對準或關(guān)聯(lián)的設(shè)計時，直接或間接地導出裝配約束關(guān)系 [8]。 圖 SolidWorks的組件干涉檢查菜單 二次開發(fā)功能 一個企業(yè)欲全面開展 CAD, 并取得積極效果 ,應以引入的 CAD 系統(tǒng)為基礎(chǔ) ,根據(jù)本企業(yè)的實情 ,進 行程度不同的用戶化、本地化的二次開發(fā)，建立應用繪圖系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫 ，形成具有本企業(yè)特色的產(chǎn)品設(shè)計 CAD 系統(tǒng)，有效的二次開發(fā)是 CAD/CAM 發(fā)揮效能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) [9]。 西安工業(yè)大學學士學位論文 12 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 ,就必須對其進行本地化、專業(yè)化的二次開發(fā)工作 [10][11]。 為了方便用戶進行二次開發(fā)， SolidWorks提供了幾百個 API函數(shù)，這 些API是 SolidWorks的 OLE或 COM接口 [12]。用戶可以使用高級語言對其進行二次開發(fā)，建立適合用戶需要的、專用的 SolidWorks功能模塊。 SolidWorks 是一個非常開放的系統(tǒng) ,提供了 VB 、 Visual C++和其他支持 OLE的開發(fā)語言接口。提供給用戶必要的工具 (宏語言、庫函數(shù)等 ) 以開發(fā)個人化的應用模塊 ,并且易于將它集成到系統(tǒng)中去。 用 VB或 Visual C++調(diào)用 SolidWorks 的 API 函數(shù) ,可以完成零件的建造、修改；零件各特征的建立、修改、刪除、壓縮等各項控制；零件特征信息的提取 ,如特征尺寸的設(shè)置與提取，特征所在面的信息提取及各種幾何和拓撲信息；零件的裝配信息；零件工程圖紙中的各項信息；還可在 SolidWorks主菜單上增加按鈕，將自己開發(fā)的應用模塊嵌入到它的管理系統(tǒng)中。 Visual C++簡介 VC++是微軟公司開發(fā)的一個 IDE(集成開發(fā)環(huán)境 ),換句話說 ,就是使用C++的一個開發(fā)平臺 。 VC++是 Windows 平臺上的 C++編程環(huán)境 。 Visual C++是一個功能強大的可視化軟件開發(fā)工具 ， 它大概可以分成三個主要的部分： 第一部分 Developer Studio：它 是一個集成開發(fā)環(huán)境，我們?nèi)粘９ぷ鞯?9%都是在它上面完成的 。 很多人理所當然的認為， 它 就是 Visual C++。其實不 然，雖然 Developer Studio 提供了一個很好的編輯器和很多 Wizard，但實際上它沒有任何編譯和鏈接程序的功能 。 Developer Studio 并不是專門用于 VC 的，它也同樣用于 VB， VJ， VID 等 Visual Studio 家族的其他 語言 。所以 Developer Studio 只是 Visual C++的一個殼子。 第二部分 MFC： 從理論上來講， MFC 也不是專用于 Visual C++。 Borland C++， C++ Builder 和 Symantec C++同樣可以處理 MFC。同時，用 Visual C++編寫代碼也并不意味著一定要用 MFC，用 Visual C++來編寫 SDK 程序，或者使用 STL， ATL，一樣沒有限制。不過， Visual C++本來就是為 MFC 打造的，Visual C++中的許多特征和語言擴展也是為 MFC 而設(shè)計的，所以用 Visual C++而不用 MFC就等于拋棄了 Visual C++中很大的一部分功能。但是， Visual C++也不等于 MFC。 第三部分 Platform SDK：它 才是 Visual C++和整個 Visual Studio 的精華和靈魂。 Platform SDK 是以 Microsoft C/C++編譯器為核心，配合 MASM，輔以其他一些工具和文檔資料 來完成整個程序工作的 。 Visual C++的編譯器、調(diào)試器、連接器、編輯器、和資源管理器都是非常強大的，在編譯器中還提供了自動語句生成功能。編譯器不僅僅界面友好，西安工業(yè)大學學士學位論文 13 而且還自動提示函數(shù)的參數(shù)、對象的成員。集成調(diào)用工具以及支 持 一套聯(lián)機文檔。 使用 Developer Studio，可以完成創(chuàng)建、調(diào)試、修改應用程序等各種操作。 Visual C++是和 Windows 聯(lián)系最為密切的開發(fā)工具。 Visual C++還提供了應用程序向?qū)硖峁┯脩粞?速生成應用程序框架。 使用 Visual C++來編寫應用程序，主要的就是它的執(zhí)行效率。用戶可以利用 Visual C++以兩種方式編寫 Win32 應用程序，一種方式是基于 Windows API 的 C 編成方式，另一種是基于 MFC 的 C++編程方式。由于 C 語言程序的開發(fā)難度與開發(fā)的工作量都是非常大的。而 C++編程方式相對于 C編程方式，代碼的運行效率稍微低一點，但是 C++編程方式的開發(fā)難度小、開發(fā)的工作量小、源代碼效率高。所以一般在 Windows 下編寫應用程序追求代碼的運行效率時都會采用 C++編程方式。 總結(jié)起來， Visual C++與其它開發(fā)語言比較具有以下優(yōu)勢 : 第一，與 Windows 緊密結(jié)合。第二，強大的類庫支持和改造能力。第三，擁有高效率的運行速度。 圖 Visual C++菜單 Visual C++開發(fā) SolidWorks 的原理 SolidWorks 軟件是完全基于 Windows 的 CAD/CAE/CAM 桌面集成系統(tǒng)，它的核心技術(shù)是在 Windows 環(huán)境下生成的，充分利用和發(fā)揮了 Windows 的強大威力和 OLE 技術(shù)，具有用戶界面友好，上手快的優(yōu)點。該軟件支持 Visual Basic、 Visual C++或其它 OLE 開發(fā)語言，免費提供二次開發(fā)工具 API[13]。用戶二次開發(fā)的應用程序，可直接掛在 SolidWorks 的菜單下，形成統(tǒng)一的界面。然而 SolidWorks 與許多商品化的 CAD/CAM 系統(tǒng)如 Pro/E、 UG、 AUTOCAD等一樣，它們雖然在設(shè)計行業(yè)中得到了廣泛應用，但由于這些 CAD/CAM 系統(tǒng)都是作為通用機械設(shè)計與制造軟件來設(shè)計的，不是特別有針對性，因此為了提高設(shè)計的效率，需要對其進行二次開發(fā)。 SSolidWorks 通過 OLE(Object Linking and Embedding ,對象的鏈接和嵌入 ) 技術(shù)為用戶提供了強大的二次開發(fā)接口 API(Application Programming Interface ,應用程序界面 ) ,API 中包含了數(shù)百個可以在 Visual Basic、 VBA(Excel 、 Access 等 ) 、 C、 C++ 或 SolidWorks 宏文件調(diào)用的函數(shù)。 SolidWorks API 接口采用面向?qū)ο蟮姆椒? ,所有的函數(shù)都是有關(guān)對象的方法或?qū)傩浴Ｓ脩敉ㄟ^對這些對象屬性的設(shè)置和方法的調(diào)用 ,就西安工業(yè)大學學士學位論文 14 可以在用戶自己開發(fā)的程序中對 SolidWorks 進行各種操作控制 ,完成零件草圖的繪制和修改 。零件各種特征的建立和修改 。零件的特征信息、裝配信息及工程圖紙信息的提取等。 使用 Visual C++開發(fā)應用程序，可以直接嵌入到 SolidWorks 內(nèi)部，加載成功后應用程序菜單直接出現(xiàn)在 SolidWorks 主菜單上，如同 SolidWorks自帶功能一樣進行工作，極大地提高了設(shè)計效率。 SolidWorks 類庫由 Visual C++類庫生成器生成，支持 C++面向?qū)ο笳Z言的三大特性：封裝、繼承和多態(tài)性。因此，利用此特性，可以派生出大量應用程序的 新類，這樣既能充分利用 SolidWorks 的類，又可以通過用戶接口 API 用戶繼承并開發(fā)自己的新類[14] 。 SolidWorks 系統(tǒng)本身是由 Visual C++開發(fā)的，因此，繼續(xù)用 Visual C++進行二次開發(fā)無疑將會提高系統(tǒng)本身的兼容性，二次開發(fā)的模塊可以完全嵌入到 SolidWorks 中而沒有被排斥，這種寄主開發(fā)可以作到“無縫集成”。 通過 Visual C++編寫基于 COM 的動態(tài)連接庫 DLL(Dynamic Link Library)文件 ,能直接在 SolidWorks 的界面下添加菜單、工具條等 ,如圖 所示。在注冊表中注冊成功即可成為 SolidWorks 的插件 ,實現(xiàn)了與 SolidWorks 的兼容 ,是眾多二次開發(fā)方法中的首選。 圖 SolidWorks添加的菜單 Visual C++開發(fā) SolidWorks 的關(guān)鍵技術(shù) 利用 Visual C++進行 SolidWorks 二次開發(fā)，需要對兩者各自的關(guān)鍵技術(shù)進行大致的了解。同時，對兩者之間的鏈接技術(shù)，需要重點的掌握。 三維特征建模 在對標準件庫進行開發(fā)的時間，首要 的是對標準件進行建模。 SolidWorks 的三維模型庫由若干的三維模型組成。對于系列產(chǎn)品來說，可按照成組技術(shù)的原理進行分類，一組相似的零部件可建立一個三維模型，即所謂的三維模型板 [15]。 模型樣板的生產(chǎn)方式比較靈活，不僅可以在建庫時由程序員構(gòu)建，也可以根據(jù)需要隨時進行修改和替換。一個模型樣板可以認為是一組尺寸不同、西安工業(yè)大學學士學位論文 15 結(jié)構(gòu)形式相似的系列化零部件的基本模型，賦予其不同的一組參數(shù)值即可生成新的三維模型，因此，模型樣板應包含該組零部件的所有特征，并用一組設(shè)計變量來控制其幾何尺寸和拓撲關(guān)系。 特征是組成零件實體模型 的基本元素，它體現(xiàn)了產(chǎn)品的功能要素和工程含義，是描述產(chǎn)品信息的集合。設(shè)計人員直接用特征來定義零件的幾何結(jié)構(gòu)，其操作對象不再是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素，諸如凸臺、倒角、圓角、螺紋孔和鍵槽等。它使產(chǎn)品設(shè)計工作在更高的層次上進行，因此，基于特征的設(shè)計更符合設(shè)計人員的設(shè)計思路，更有利于發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力和想象力。 實體特征是構(gòu)成零件實體的基本要素，是基于特征的實體建模的含義所在，是創(chuàng)建基體特征和進行細節(jié)特征操作的主要部分。特征是各種單個的加工形狀，當將它們組合起來時，就形成各種零件。有些特征是由草圖生成 ，有些特征是通過選擇適當?shù)墓ぞ呋蛘卟藛蚊睿缓蠖x所需的尺寸或者特征所生成。 任何零件模型的建立都是建立特征和特征修改的結(jié)合過程。 SolidWorks參數(shù)化特征建模技術(shù)，不僅提供了功能強大的建模工具，而且為修改特征提供了最大限度的方便。在 Feature Manager設(shè)計樹或圖形區(qū)域，通過相應的操作，可修改相應的尺寸值，可編輯當前特征的草圖，可修改特征草圖平面，可重新定義所選特征的有關(guān)參數(shù)，如終止條件、參數(shù)值等內(nèi)容。 除此以外， SolidWorks 還提供了動態(tài)修改特征工具，可以在圖形區(qū)域直接用鼠標拖動來移 動、旋轉(zhuǎn)和調(diào)整拉伸及旋轉(zhuǎn)特征的大小。在修改工程中遵循特征的父子關(guān)系和特征的先后順序。動態(tài)修改特征工具可以修改特征的內(nèi)容如下：特征的位置和尺寸、草圖的繪圖平面、草圖元素的尺寸和草圖中的幾何關(guān)系。 圖 SolidWorks的特征 西安工業(yè)大學學士學位論文 16 參數(shù)系列化 參數(shù)化是指對零件上的各種特征施加各種約束形式。各個特征的幾何形狀與尺寸大小用變量的方式表示，如果定義某個特征的變量發(fā)生了改變，則零件的這個特征的幾何形狀與尺寸大小，將隨著參數(shù)的改變而改變。 將參數(shù)化設(shè)計應用到特征設(shè)計中去 ，把參數(shù)化的基本體素定義為特征，用特征通過體素拼合的方法，構(gòu)造零件的幾何形狀，使得特征具有可調(diào)整性，這就是參數(shù)化特征建模技術(shù)。參數(shù)化設(shè)計就是將零件尺寸的設(shè)計，用參數(shù)來描述并在設(shè)計修改時通過修改的數(shù)值來更改零件的外形，從而實現(xiàn)尺寸對圖形的驅(qū)動。其中進行驅(qū)動所需的幾何信息和拓撲信息由計算機自動提取。 模塊尺寸參數(shù)化處理過程中必須滿足： 1）零件與零件、圖形元素與圖形元素之間相關(guān)聯(lián)，即模塊的拓撲結(jié)構(gòu)在參數(shù)化前后保持不變，如圖形元素與圖形元素之間的平行、垂直、對稱、同心和相切等幾何約束關(guān)系在參數(shù)化前后必須保持一致； 2）零件 / 圖形元素與圖形尺寸以及零件 / 圖形元素之間與圖形尺寸相關(guān)聯(lián)，如圖形元素與圖形尺寸以及圖形元素之間和圖形尺寸之間約束關(guān)系在參數(shù)化前后保持一致。同時標注的圖形尺寸在圖形驅(qū)動前后必須能夠隨新的圖形自動更新。為了保持這兩個關(guān)系，必須分析模塊的嚙合尺寸、幾何信息和尺寸標注信息，以建立各類尺寸約束和驅(qū)動關(guān)系 [16]。