李 敏 李 焱 葉敬猛

（1.炎黃職業(yè)技術(shù)學院，江蘇 漣水223400；2.江蘇泰豐針織有限公司，江蘇 漣水223400）

0 引言

隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展， 對于管件的工藝要求越來越嚴格，而管件焊接夾具是將管件正確定位并夾緊，用于裝配和焊接的工藝裝備。 管件焊接元件作為其基礎件，對這些元件進行參數(shù)化設計不僅可以提高零件的設計效率，對后續(xù)的夾具裝夾也起著非常重要的作用。

Solid Edge 是EDS 公司推出的普及型主流CAD 軟件包，基于特征的參數(shù)化、變量化設計技術(shù)，操作方便。 此外，還為用戶提供了采用標準的Windows“對象鏈接與嵌入（OLE）”技術(shù)和“部件對象模式（COM）”技術(shù)的應用程序接口[1]。 開發(fā)者和用戶能夠通過使用ActiveX Automation技術(shù)的開發(fā)工具，例如Visual Basic(VB)、Visual C++等，對Solid Edge 進行二次開發(fā)， 來適應用戶的一些特殊需要， 減少重復性的建模制圖工作，提高工作效率。

1 Solid Edge 參數(shù)化設計方法

要實現(xiàn)VB 對Solid Edge 的參數(shù)化設計可以利用兩種方法。 第一種方法是完全用程序語言描述零件的實體特征來建立零件的三維實體模型。 先創(chuàng)建2D 特征輪廓，然后創(chuàng)建實體模型，這種方法編程較復雜[2]。第二種方法是建立零件的三維實體模型，根據(jù)零件的特征尺寸建立設計變量， 在VB 程序中可以訪問Solid Edge 模型變量表， 通過數(shù)值、函數(shù)、子程序等方式建立變量之間的關(guān)系。

將變量表與程序開發(fā)相結(jié)合實現(xiàn)變量化設計是對Solid Edge 進行二次開發(fā)的常用方法。它的參數(shù)化設計實現(xiàn)原理以三維參數(shù)化特征造型技術(shù)生成的三維模型為基礎，用設計變量作為參數(shù)化程序與三維模型聯(lián)系的紐帶。

2 管件焊接元件參數(shù)化設計原理

本文在焊接元件參數(shù)化設計中，采用交互式方法獲取管件、法蘭等相關(guān)特征參數(shù)， 即采用鼠標事件獲取特征的方法獲取零件特征參數(shù)，操作人員無需輸入任何數(shù)據(jù)即可獲得相關(guān)焊接元件的設計參數(shù)[3]。其具體步驟如下：

1）焊接元件庫的元件通過Solid Edge 的交互界面來創(chuàng)建，而不是由程序來創(chuàng)建。

2）在創(chuàng)建好的三維模型的基礎上，根據(jù)部件的設計要求建立一組可以控制三維模型形狀和大小的設計參數(shù)。并將這些參數(shù)存入后臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表中。

3）通過對參數(shù)的修改（在用戶交互界面上的修改），得到符合條件的實例模型。

在本文中，焊接元件參數(shù)選擇不是由用戶自己輸入的，而是根據(jù)用戶所選的零件（如管件、法蘭等）特征參數(shù)所決定的。因此，采用了鼠標事件獲取特征的方法來獲取零件的特征，具體原理為：

1）確定需要獲取參數(shù)的零件特征。

2）利用鼠標來拾取該特征上所需的特征類型，并在后臺計算，給出該特征的參數(shù)。

3）對后臺給出的參數(shù)進行反饋及修改。

3 管件焊接元件參數(shù)化設計實現(xiàn)

3.1 Solid Edge 鼠標事件獲取零件特征參數(shù)

在Solid Edge 中， 鼠標事件的響應是Mouse 對象實現(xiàn)的——鼠標對象為VB 用戶提供了所需接口，以便捕獲Solid Edge 鼠標事件中的用戶輸入。 Solid Edge 中的鼠標事件（Mouse Event）包括單擊（MouseClick）、雙擊（MouseDbClick）、按下（MouseDown）、抬起（MouseUp）、拖拽（MouseDrag）及移動（MouseMove）。

本系統(tǒng)中鼠標事件獲取參數(shù)的代碼如下：

3.2 焊接元件參數(shù)化設計主要步驟

首先用Solid Edge 的參數(shù)化特征造型技術(shù)建立一個能夠反映同類零件所有特征的復合零件的三維模型，通過變量表操作建立設計變量和變量之間的約束關(guān)系，確定主控變量；再采用二次開發(fā)程序，獲得設計數(shù)據(jù)并進行設計計算；然后打開復合零件的三維模型，獲得變量表中的所有設計變量，給各變量的值賦予設計計算結(jié)果，便自動修改生成新的零件模型[3]。

本文以焊接元件中的V 型塊為例介紹其基于Solid Edge 的參數(shù)化設計。

1）建立V 型塊的參數(shù)化模型，如圖1 所示。

圖1 參數(shù)化的V 型塊實體模型

2）在變量表中添加變量。

如圖2 所示， 添加的變量都與模型中的尺寸變量建立了對應關(guān)系，程序通過控制參數(shù)變量來驅(qū)動實體模型的尺寸。

圖2 V 型塊模型的變量表

3）根據(jù)鼠標事件所獲取的參數(shù)自動給出相應的模型參數(shù)。

在元件數(shù)據(jù)庫中建立V 型塊的數(shù)據(jù)表， 其參數(shù)表結(jié)構(gòu)如圖3 所示，參數(shù)表數(shù)據(jù)如圖4 所示。

圖3 V 型塊的參數(shù)表結(jié)構(gòu)

圖4 V 型塊的參數(shù)表數(shù)據(jù)

4）參數(shù)驅(qū)動模型

在Solid Edge 中，可以通過變量集合對象（Variables Object）和變量對象（Variable Object）實現(xiàn)對自定義變量的創(chuàng)建、創(chuàng)建及尺寸變量的編輯[4]。 從而可以實現(xiàn)模型建模的完全自動化。

可以看出，在參數(shù)化焊接元件設計中（程序結(jié)果如圖5 所示），利用鼠標事件獲取零件特征參數(shù)的方法， 再加上先進的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，使用戶只需利用鼠標選取需要的零件（如管件、法蘭等）特征即可自動獲得與之相對應的焊接元件的參數(shù)，從而大幅度地提高參數(shù)化設計元件的效率。

圖5 鼠標事件獲取零件特征參數(shù)

4 結(jié)論

管件焊接元件的三維模型利用參數(shù)化設計通過設計變量來控制模型的生成時，圖形的修改非常容易，而且操作方便，采用這種方法可以大大提高設計效率和零件的通用性，并為后續(xù)管件夾具的自動裝配奠定了一定的基礎。

［1］曾紅.Solid Edge 高級應用教程[M].北京:化學工業(yè)出版社.

［2］李世國.開發(fā)So1id Edge 三維參數(shù)化造型模塊的方法及應用[J].機械設計與制造,2003,2(1):25-27.

［3］張志剛,曹西京.特征參數(shù)化理論的研究[J].機械制造,2004,42(482):50-52.

［4］張劍澄,黃勝,王天翔.Solid Edge 高級篇[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004:475.