参数化设计技术让产品的图形和设计参数联系起来，方便修改，大大提高了设计和绘图效率，笔者提出以Solid Edge软件为开发平台，以Visual Basic语言为开发工具，结合数据库技术，变量表技术，开发ZDY系列减速器的参数化设计建模原型系统。对设计系统的具体功能进行分析，通过不同的功能模块满足不同的设计要求。
1 Solid Edge二次开发方法
可以利用Solid Edge提供的多种二次开发方案，开发出满足特定功能的应用，或直接将Solid Edge集成到用户的应用程序中。Solid Edge=次开发常用两种途径：①在Solid Edge环境中直接采用Solid Edge数据；②利用COM技术来扩展Solid Edge功能。针对第2种途径，Solid Edge软件开发包提供了一系列COM接口，允许用VB或VC++开发应用程序，此时可使用Solid Edge的全部API(Application Programming Interface)应用程序接口，其包含了很多功能函数，可以方便设计人员直接通过编程语言访问Solid Edge软件，从而控制实体造型。
1.1 Solid Edge变量表技术
1.1.1 变量表的结构
Solid Edge变量表主要包含类型、名称、值和公式四个部分。若在“零件”环境中创建一个零件，并选择主菜单[工具]→[变量]，则可得到该零件的变量表，如图1所示为自由锻齿轮坯体变量表。尺寸的变量类型即类型，具有属性，不允许修改，如Dim、Var等等。参数化设计就是采用编程的方法，在程序中修改变量表中各变量的数值，获得满足要求的零件特征造型，但是对定义了公式的变量，则其数值是通过不能人工或编程修改的。公式的作用是通过一定的公式来约束变量的值，对空白公式单元的变量，其值独立于其他变量，对定义了数学表达式的变量，其值则通过数学表达式计算获得。如图1中变量Ct的值由公式int(0.35*B)定义，因此变量B的取值决定了变量C1的值，故B为独立变量，C1为非独立变量。
自由锻齿轮坯体的变量表，与其对应的结构如图2(a)所示。如果将图1变量表中的变量名齿宽B的值修改为100、轮毂宽L的值修改为110、轮毂孔径d的值修改为65、键槽宽b1的值修改为12、键槽深t1的值修改为71，则与之对应的结构如图2(b)所示。这种快捷的对零件造型的改动正是工程设计人员所希望得到的，也是参数化编程容易实现的。
图1 自由锻齿轮坯体变量表
图2 变量裹法在自由锻齿轮坯体中的应用
1.1.2 变量表的自动操作
为了实现Solid Edge中变量的自动操作，必须访问变量集合(Variables)和变量对象（Variable）。变量集合有两大功能：①创建和访问变量对象：既可采用Add方法创建新的变量对象，也可以采用标准方法遍历集合中的成员。由于变量集合中变量的基本单位采用是毫米，而在VB直接调用Solid Edge命令建模时的基本单位采用是米，当两种方法同时使用时要注意数值转换。②把尺寸作为变量：变量集合提供多种方法操作尺寸，并可以创建控制尺寸值的规则（公式）。可以有两种外部资源-VB和与之链接的Excel电子表格来驱动变量和尺寸的值。
用VB驱动变量和尺寸值的思路为：首先采用人机交互方式构建三维模型，并对控制变量进行合理设计：再由编写的VB程序，按一定的方法查询模型中的控制变量，通过改变控制变量的数值，达到更新三维模型的目的。该方法具有编程简单，通用性好的特点。此方法的基本原理有3点：
1)对特征的信息用创建的一张数据表存储。
2)检索查取零件数据文件中的特征值，以记录的形式创建数据表。
3)按照零件表的格式，生成满足要求的记录值并激活，则记录中的值将自动输入到零件模型数据中，达到以指定值更新零件模型的目的。
采用该原理时，可以通过Solid Edge提供的函数来实现零件与数据表的连接。
1.2 VB中调用Solid Edge直接建模
该方法是通过设计参数在VB程序中处理，自动调用Solid Edge创建零件的三维实体模型，或在已有三维零件模型的基础上，修改有关设计参数并自动更新实体模型。几乎能实现Solid Edge环境中可以交互操作完成的所有工作，因此能按编程者的意愿自动完成建模任务。该方法的基本原理包括以下3点：
1)根据特征创建其2D轮廓，并定义其尺寸与位置约束。
2)采用拉伸、旋转、放样或扫掠等方法对特征的2D轮廓进行操作，构建满足要求的三维零件模型。
3)修改模型特征属性或特征的2D轮廓可实现对零件模型的编辑。
1.2.1 创建三维零件模型
①PartDocument(零件环境)对象的获取
为得到Solid Edge.Application根对象（一般用变量objApp保存该对象），可采用VB的2个函数GetObjectO或CreateObjectO，在程序中具体应调用哪个函数，则需要用条件语句来判断是否启动了Solid Edge系统；然后，通过专用函数来获取Solid Edge的PartDocument对象（通常用变量objDoc保存该对象）。如图3所示为该对象的层次关系。
图3 对象的层次关系
②2D特征轮廓的创建
对特征的2D轮廓（或称草图轮廓），其创建的方法主要包含有两步：先定义草图所在平面，再在该平面上进行几何图形特征的添加。
③几何图形约束关系的建立
为了保持用不同几何对象构成的特征轮廓位置关系的正确性，必须定义相应的位置约束。用几何图形特征创建的相似方法可对几何对象定义位置约束：首先，创建Relations2d关系集合对象，然后调用其定义关系方法来创建几何图形的位置约束。如：为了使两个对象首尾相连，可调用AddKeypoint关系方法使关键点相连。
④零件模型的创建
为了在特征2D轮廓基础上创建基础特征，可调用集合对象Models中的各种Add方法。如AddFiniteExtrudeProtrusion-创建拉伸特征，AddLoftedProtrusion-创建放样特征等。
调用集合对象Models下级对象Model支持的方法，可以在基础特征之上再创建其他特征。如用ExtrudeCutouts.AddFinite-创建拉伸除料特征，LoftedCutouts.AddFinite-放样除料特征等。
1.2.2 修改三维零件模型
对参数化模块创建的模型自动更新是按照用户的输入设计参数进行的，主要包括2方面的内容：修改2D特征轮廓与修改3D零件模型特征。
①2D特征轮廓的修改
调用几何图形对象的方法或重新置对象的属性；通过更改尺寸进行修改：利用设计变量进行修改。
②3D零件特征的修改
主要是通过对3D零件特征的属性值进行重新设置来达到其修改目的。具体方法为：首先获取Model对象下层相应特征的集合对象，并获得具体的零件特征，然后重新对该特征对象的属性进行赋值。
2 小结
对Solid Edge中二次开发的变量表技术与VB中直接调用Solid Edge建模技术进行探讨，并研究其在参数化建模的原理与方法。将设计计算与建模有机结合协同处理，可以大大提高设计效率，同时也能将设计缺陷尽可能降到最低。为ZDY型标准减速器的参数化系统开发奠定基础。
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