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毕业设计说明书
中文摘要…………………………………………………………………………………..…Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………………..........Ⅱ
第一章绪论………………………………………………………………………………....1
1.1SolidWorks系统简介……………………………………….………………………........1
1.2系统开发的目的与意义………………………………………………………………......4
1.3论文的主要内容及要求……………………………………………………………….......5
第二章SolidWorks的二次开发及其API函数简介………………………………………6
2.1SolidWorksAPI概述………………………………………………………………........6
2.2SolidWorksAPI函数介绍…………………………………………………………........11
2.2.1SolidWorksAPI对象模型概述……………………………………………….........11
2.2.2对象的属性和方法…………………………………………..……………….........12
2.3SolidWorks的开发工具介绍…………………………………...…………………..........16
2.3.1VB软件介绍……………………………………………………...………………..17
2.3.2ACCESS数据库介绍………………………….……………………………………..19
2.3.3联接和应用………………………………………...….…………………………...21
第三章系统总体方案的选定……………………………………………………………..22
3.1设计开发的目标……………………………………...………………………………...22
3.2系统总体结构示意图及主要模块介绍…………………………….……………………..22
3.2.1主程序包括了数据的查询与计算模块……………..………….……………………23
3.2.2参数化标准件的实体模型库……………………...…………………………………23
3.2.3GB数据库……………………………………......……………………………….23
3.2.4其他辅助类型文件………………………………...………………………………24
第四章建立系统的用户界面和主体程序………………………………………………..25
第五章建立螺纹数据库…………………………………………………………………..34
5.1建立螺纹联接标准件数据库………………………………...…………………………..34
5.2数据库的查询与使用…………………………………….……………………………..36
第六章建立标准件的模板文件…………………………………………………………..39
设计总结……………………………………………………………………………………44
参考文献……………………………………………………………………………………45
致谢…………………………………………………………………………………………46
另附所有程序源代码以及运行结果
附录A………………………………………………………..……………………………….1
附录B……………………………………………………………………………………….28
附录C……………………………………………………………………………………….30
摘要
SolidWorks是一种非常优秀的三维机械设计软件,功能强大。
但是它缺少国家标准零件库,给国内的机械设计工作带来了不便。
因此十分有必要对其进行适合国家标准的二次开发。
VisualBasic是一种功能完善的高级编程语言,它简单易学,容易掌握。
Access是MicrosoftOffice中的一个数据库管理软件,易学易用。
由于SolidWorks提供了基于OLE自动化技术的API函数,可以用VB对它进行二次开发。
螺纹连接的国家标准数据可以使用Access来管理。
使用VB为SolidWorks开发螺纹联接国家标准零件的专用模块,配合Access管理的国家标准数据,就可以开发出针对SolidWorks的国家标准零件库模块,最后再将该模块编译成SolidWorks的插件挂到SolidWorks系统中。
关键词:
SolidWorks,VisualBasic,Access,标准零件,标准零件库,二次开发
Abstract
SolidWorksisaverygoodthree-dimensionalmechanicaldesignsoftware,withvariouspowerfulfuctions.However,thelackofnationalstandardsofpartsbasebringstheinconveniencefordomesticmechanicaldesign.Therefore,itisessentialtore-developthissoftwarewhichfitsfornationalstandards.VisualBasicisaperfectlyfunctionalprogramminglanguage,simpleandeasytomanage.AccessisoneofthedatabasemanagementsoftwareinMicrosoftOffice,whichiseasytolearnanduse.AsSolidWorkssuppliestheAPIfunctionwhichbasedonOLEAutomationTechnology,soVBcanbeusedforitssecondarydevelopment.AccesscanmanagethenationalstandarddataofThreadlinking.UsingthespecialmodulewiththenationalstandardpartofThreadlinking,whichisinventedforSolidWorksbyVB,andnationalstandardsdatawhichiscontroledbyAccesssoastodevelopethemoduleofnationalstandardpartsbase,whichisinaccordancewiththeSolidWorks.Finally,CompilerthismoduleintothepluginofSolidWorksandstickintothesystemofSolidWorks.
Keywords:
SolidWorks,VisualBasic,Access,standardparts,standardpartsbase,secondarydevelopment
第一章绪论
1.1SolidWorks系统简介
在机械行业的传统设计方法中,设计者根据任务的要求,参考已有的经验和资料,经过构思设计方案、建立设计模型、计算、分析、绘图、反复修改等过程,最后设计出满足要求的方案,并且绘制出图样和编制设计文件。
在这一设计过程中,有创造性的思维劳动,有综合的分析判断,也有复杂的计算及精密的绘图等,工作量很大而且有很多重复性的繁琐劳动,要由设计者来完成所有环节的工作,设计效率很低。
自20世纪60年代计算机技术发展以来,该项技术在工程设计中得到了广泛的应用,并逐步替代了传统的手工设计。
计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD)是用计算机软、硬件系统辅助人们对产品或工程进行设计、修改及显示输出的一种设计方法,同时它也是一门多学科的综合应用技术。
在设计过程中,设计者可以进行创造性的思维活动,完成设计方案构思、工作原理拟订等,并将设计思想、设计方法经过综合分析,转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。
在程序运行过程中,设计者可以评价结果、控制设计过程;而计算机则可以发挥其分析计算和存储信息的能力,完成信息管理、计算、数据查询、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。
目前,在我国的CAD市场上比较流行的三维CAD软件有SolidWorks、MDT、UG、Pro/E
SolidEdge等。
但就价位来讲,SolidWorks、MDT、SolidEdge是属于中低档价位的产品,UG、Pro/E等软件则是高中档价位的产品。
SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统,是美国SolidWorks公司在总结和继承了大型机械CAD软件的基础上,在Windows环境下实现的第一个机械三维CAD软件,于1995年11月研制成功。
而随着工程技术的不断发展和听取广大用户使用后反馈的修改建议后。
该公司也在不断的推出功能更强,操作更加人性化的新版本Solidworks软件(本次设计使用的是Solidworks2006版本)。
SolidWorks全面采用非全约束的特征建模技术,其设计过程全相关性,可以在设计过程的任何阶段修改设计。
同时牵动相关部分的修改。
也就是提供了一种自底向上的装配方法,同时还提供自顶向下的装配方法。
自顶向下的装配方法使工程师能在装配环境中参考装配体的其他零件的位置及尺寸设计新的零件,更加符合工程习惯。
它具有独创性的“封装”功能,可以分块处理复杂的装配体。
具有产品配置功能,为用户设计不同构性的产品。
它集成了设计、分析、加工和数据管理过程,所获得的分析和加工模拟结果成为产品模型的属性,在Solidworks的特征管理器中清晰的列出了详细的数据信息。
它还可以动态模拟装配过程,进行静态干涉检查、计算质量特征,如质心、惯性矩等。
它将2D造型绘图与3D造型技术融为一体,能自动生成零件尺寸、材料明细表(BOM)、具有指引线的零部件编号等技术资料,从而简化了工程图样的生成过程。
同时有中英文两种界面可以选择,其先进的特征树结构使操作更加简便和直观。
具有较好的开发性接口和功能扩充性。
能轻松实现各种CAD软件之间的数据转换传送。
但是,SolidWorks虽然拥有如此强大的功能,适当的价位,也并非十全十美。
由于该软件是外国人写的,不适合中国的国标,如标题栏、明细表、放大图的标注、剖视图的标注、装配图的序号等。
也没有适合我国国标的标准件库。
不可能完全满足企业的特殊要求。
因此,为了使之更加深入的融合到我国企业的实际生产当中,形成企业自己的特色,并有效的发挥作用,使常用的或是重复的任务自动化,提高效率,就必须对其进行本土化和专业化的二次开发工作。
SolidWorks系统具有如下的特点:
(1)具有独特的特征管理员,提供的特征管理员设计历史树同具体的实体模型是实时的动态联接;
(2)具有强大的实体建模功能和直观的Windows用户界面;
(3)支持Windows的DDE机制和OLE技术;
(4)支持Internet技术,可以共享设计数据;
(5)双向关联的尺寸驱动机制;
(6)提供了VB,VC++和其他支持OLE的开发语言接口;
(7)给基于Windows的桌面集成赋予了新的含义。
它以Windows为平台,集成了动态仿真软件(Motionworks)、工程分析软(CosMo-SolidWorksorks)、数控加工软件(SurfCAM)、以及工程数据管理软件(SmarTeamWorks)等,使它们成为SolidWorks家族中的一员。
这些软件的数据可以相互传递共享。
而且SolidWorks公司还设有网上站点,可方便用户快速了解此系统的最新发展情况,或获得最新的技术支持。
①造型功能
SolidWorks提供了新一代的造型功能,它包括了草图和实体,参数化特征造型技术。
提供丰富的基本特征,并且提供用户自定义特征的功能。
SolidWorks支持强大的三维参数化设计功能,可以方便地在设计的任何阶段修改零件.
②绘图功能
工程绘图系统Drawing主要用于三维模型的工程图纸绘制与输出,可同时编辑多张图纸。
当设计人员建图纸文件时,可以将PART文件上的特征历史树的总结点用鼠标点取移动到图纸文件上,图纸文件上自动生成三视图。
绘制的图纸上可以自动标注尺寸信息。
图纸与模型是相互关联的,当模型上的尺寸或造型变化时,图纸也相应改变。
视图包括标准视图、投影视图、一般视图、局部视图以及剖面视图,是零件或装配体在图纸上的某种形式的投影。
在视图上可以增加或删除符合国标的工程标注。
系统可随时维护三维模型与二维绘图的一致性。
注释及辅助线段、圆注释和辅助的线段、圆注释用于给图纸增加一些视图中未给出的信息,如加工注意点、材料选择等。
③装配功能
SolidWorks中装配的功能是由用户指定装配体中各零件之间的装配约束关系,将零件装配成装配体。
装配系统不但可以将零件装配起来,也可以读入已经装配好的装配体,作为子装配体进行装配;子装配体在装配过程中可以视为一个整体,等效于一个零件。
SolidWorks可以模拟仿真装配的全过程。
④二次开发
虽然SolidWorks所提供的功能非常强大,但要使其在我国企业中真正发挥作用,就必须对其进行本地化、专业化的二次开发工作。
为了方便用户进行二次开发,SolidWorks提供了几百个API函数,这些API是SolidWorks的OLE或COM接口.用户可以使用高级语言对其进行二次开发,建立适合用户需要的、专用的SolidWorks功能模块。
SolidWorks是一个非常开放的系统,提供了VB,VC++和其他支持OLE的开发语言接口。
提供给用户必要的工具(宏语言、库函数等)以开发个人化的应用模块,并且易于将它集成到系统中去。
用VB或VC++调用SolidWorks的API函数,可以完成零件的建造、修改;零件各特征的建立、修改、删除、压缩等各项控制;零件特征信息的提取,如特征尺寸的设置与提取,特征所在面的信息提取及各种几何和拓扑信息;零件的装配信息;零件工程图纸中的各项信息;还可在SolidWorks主菜单上增加按钮,将自己开发的应用模块嵌入到它的管理系统中。
图1.1所示即为SolidWorks实际运行,创建零件时的窗体界面。
可以看出,SolidWorks的窗体界面比较简洁,主菜单栏(第一行):
这里包含有SolidWorks所有的操作命令;标准工具栏(第二行):
该栏中的按钮主要用来对文件执行最基本的操作,如“新建”、“打开”、“保存”、“打印”等,其中以下几个工具为SolidWorks2006所特有:
“重建模型工具”和“编辑颜色工具”。
前者在建立模板文件时使用的较多。
在界面左侧还有一个包括设计树、属性管理图标、和配置管理图标的控制区域,在设计中也是要进行频繁操作的区域。
图1-1SolidWorks软件界面
1.2系统开发的目的与意义
根据前面的介绍,SolidWorks确实是一款十分优秀的工程3D绘图软件,功能强大,价位适中。
但其对于国内企业来说却并非十全十美,不能完全满足企业的各种特殊要求。
具体表现在:
作为一款国外开发的软件,其各种规范要求肯定不符合中国的国标,例如放大图的标注、剖视图的标注、装配图的序列号、标题栏、明细表等。
当然更没有适合我国国标的标准件库。
也正因为如此,为了使SolidWorks能够更好的融入各个企业自身不同的特色之中,满足企业的特殊使用要求,发挥出应有的作用,并使常用的或是重复的任务自动化,提高效率,就必须对其进行本土化和专业化的二次开发工作。
要进行SolidWorks的二次开发,主要的方法就是利用SolidWorks系统提供的数据操纵接口函数API。
该接口函数专门读写三维零件数据,并提供了一系列的Automation接口(包括对象、属性、方法),使用户进行二次开发变的更加容易。
运用Automation技术使得在自己的应用程序中驱动三维CAD系统中的零件变的有可能而且容易。
因此归纳起来,由于SolidWorks没有适合我国国家标准的标准件库,在机械设计中对标准件模型的需求量又是相当大的。
而标准件是可重复利用的模型,在需要的时候可以实时建模,但是这样做显然是一种资源的浪费。
耗费了大量的时间和人力,却只是在进行单调重复的劳动,而不能将更多的精力用在整体性能的改进和优化上面,使最终的成品得到进一步完善。
因此,为了提高设计工作的效率,有效利用设计中的人力资源,同时也更加强化SolidWorks的本土化程度,为其开发GB标准件库有着非常重要作用,而这,也是本次系统开发的目的和意义所在。
1.3论文的主要内容及要求
本次设计的题目为《基于SolidWorks的螺纹联接标准件库CAD系统开发》,主要使用了SolidWorks2006工程绘图软件,VB编程工具和ACCESS数据库管理系统。
利用VB编写程序为SolidWorks系统开发一个螺纹联接标准件系统。
当然,在设计过程中需要熟悉并掌握以上三种软件的使用方法。
毕业设计(论文)的主要内容及基本要求为:
1.学习掌握SolidWorks,VisualBasic,Access数据库的使用。
SolidWorks的二次开发方法和API函数;
2.详细阐述基于SolidWorks的螺纹联接标准件库CAD系统开发的意义,设计方法及其功能;
3.开发基于SolidWorks的螺纹联接标准件库CAD系统;
4.就设计内容写1~2篇学术论文;
5.设计说明书。
将设计结果(包括所有源程序)刻录成光盘。
第二章SolidWorks的二次开发及其API函数简介
2.1SolidWorksAPI概述
为了方便用户进行二次开发,SolidWorks提供了几百个API(ApplicationProgramInterface,应用程序接口)函数,这些API函数是SolidWorks的OLE(ObjectLinkingangEmbedding,对象链接或嵌入)或COM(ComponentObjectModel,组件对象模型)接口,通过该接口用户可以开发嵌入式功能模块以扩充原SolidWorks的功能,形成客户化定制的SolidWorks软件系统。
该开发接口支持ActiveXAutomationInterface技术(即通常所说的ActiveX自动化界面技术),由于SolidWorksActiveX技术是一种完全面向对象的技术,所以许多面向对象编程的语言(如VB,VC++)都可以通过Active与SolidWorks进行通信,也就是说,SolidWorks提供了一种机制,可通过编程手段从内部或外部来操纵SolidWorks,只要采用某种适当的方式,使隐藏的ActiveX“暴露”、“开放”出来,就可以使用各种面向对象编程的语言对其中的方法、属性进行引用,从而达到对SolidWorks实现编程的目的,也就是达到二次开发的目的
在SolidWorks中有一个十分重要的工具——宏命令。
利用宏录制(RecordMacro)命令可以在SolidWorks环境中录制SolidWorks的相关操作,并可以调用SolidWorksAPI接口提供的所有对象、方法及属性。
然后使用SolidWorks宏重新执行这些操作。
宏所包含的调用相当于使用用户界面执行操作时对API函数的调用。
宏可以记录鼠标单击、菜单选择和键击,以便以后执行。
宏工具条如下图所示
图2-1宏工具条
【运行】命令:
当运行此命令时,SolidWorks将会弹出一个打开文件对话框,提示选择宏文件(后缀名为SWP),然后自动运行选择文件中的代码。
【停止】命令:
此命令在没有进行录制的状态下为不可用,只有在录制状态下才可用。
运行此命令后,SolidWorks会自动停止程序代码的录制,并弹出存盘对话框,提示输入相应的文件,然后以输入的文件名保存录制的内容。
【录制/停止】命令:
可以利用此命令在SolidWorks环境中进行录制,同时在录制过程中也可停止录制或继续录制。
【新建】命令:
此命令表示不通过SolidWorks录制功能直接建立一个宏文件。
该命令一般只针对了解SolidWorksAPI、VB或VBA的人员。
【编辑】命令:
此命令可以编辑或浏览选择的宏文件代码。
在默认状态下,宏工具条是不可见的。
打开的方法是将鼠标移动到任一工具按钮上面,单击右键,选择“宏(M)”,则宏工具条就会显示在SolidWorks环境中。
在本次设计中,使用宏命令主要是为了获得VB连接SolidWorks的程序代码,方法为:
首先打开SolidWorks软件,调出“宏”命令,然后点击“运行”按钮,开始录制。
接下来选择“新建”——“零件”,进入到零件创建窗体中,再点击“停止”,完成了代码的录制。
当然,代码录制的起点也可以改到零件创建窗体下。
而且在最终创建螺纹联接主程序时,也可以新建一个窗体,通过该段代码,直接在里面建立一个连接到SolidWorks的按钮,而不是象本次设计中这样,将代码加入到程序中并生成DLL文件后做成独立的插件菜单,使用时需要单独打开SolidWorks并手动添加进插件菜单。
这样虽然操作稍多一点,但是代码却可以适当的简化。
以下列出该段代码:
DimswAppAsObject
DimPartAsObject
DimSelMgrAsObject
DimboolstatusAsBoolean
DimlongstatusAsLong,longwarningsAsLong
DimFeatureAsObject
'创建或获取SldWorks对象
SetswApp=CreateObject("SldWorks.Application")
IfswApp.Visible=FalseThen
swApp.Visible=True
EndIf
'打开并激活模板文件
SetPart=swApp.OpenDoc6("路径\模板文件名.SLDPRT",1,0,"",longstatus,longwarnings)
SetPart=swApp.ActivateDoc2("模板文件名",False,longstatus)
swApp.Visible=True
代码详解:
DimboolstatusAsBoolean'boolstatus声明为布尔值
凡是这种Dim***As***的形式的代码,即表示对对象的声明,只有进行声明后的对象才能在后面的程序中合法使用。
Setswap=Application.SldWorks
这是宏程序与SolidWorks程序建立连接的桥梁代码,得到的应用程序作为对象传送给swApp,这条代码是必不可少的。
SetPart=swApp.ActivateDoc
这条代码是宏程序与SolidWorks中的零件环境建立连接关系的桥梁代码,将所得到的当前工作环境作为对象传送给Part,这条代码也是不能缺少的。
下面介绍几个基本术语,
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