李星優(yōu)++謝俊++全勇

摘 要：介紹了SolidWorks軟件的優(yōu)點(diǎn)；敘述了以SolidWorks為開發(fā)平臺(tái)，應(yīng)用VBA程序進(jìn)行曲線曲面建模的方法。通過幾個(gè)三維零件的建模，分析和討論了SolidWorks軟件的一些特點(diǎn)，并針對關(guān)于VBA創(chuàng)建曲線曲面問題提出了相應(yīng)的解決方法；旨在訓(xùn)練建模思路，提高應(yīng)用 SolidWorks軟件設(shè)計(jì)能力的目的。

關(guān)鍵詞：SolidWorks建模 建模分析 曲線曲面 VBA程序

中圖分類號：TP391.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0035-02

隨著信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的迅速滲透，CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，組織模式，對推動(dòng)現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革，發(fā)展新興技術(shù)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長都具有十分重要的意義。

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了大量三維造型軟件，如UG、/E、Solidworks、Master、CAXA等。這些軟件在零件建模、裝配檢驗(yàn)、工程分析、動(dòng)畫演示、自動(dòng)編程等方面，顯示出突出的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到工業(yè)企業(yè)的重視和應(yīng)用。

在機(jī)械零件加工中，企業(yè)廣泛采用數(shù)控機(jī)床，并電腦接口。工程師首先應(yīng)用造型軟件；零件建模，然后調(diào)用軟件中的加工模塊，設(shè)置加工工藝方法和加工參數(shù)，最后將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成加工程序（G代碼）。即自動(dòng)編程。最后將程序通過電腦接口傳輸給數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行自動(dòng)加工。真正實(shí)現(xiàn)信息化、參數(shù)化、無圖化的加工制造[1]。

現(xiàn)代機(jī)械加工離不開計(jì)算機(jī)和工程軟件，即計(jì)算機(jī)輔助制造——CAM。在此，推薦一款易學(xué)易懂、功能較強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的三維軟件——SolidWorks，著重就軟件建模，關(guān)于使用VBA創(chuàng)建零件曲線曲面設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。

1 Solideworks簡介

SolidWorks是美國SolidWorks公司開發(fā)的出色的三維參數(shù)化特征造型CAD軟件，其技術(shù)內(nèi)核基于先的Parasolid圖形語言平臺(tái)。SolidWorks自從1995年11月問世以來，已成為微機(jī)平臺(tái)上的三維機(jī)械設(shè)計(jì)CAD軟件的主流產(chǎn)品，在企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

該文選用Slideworks本文選用SolidWorks作為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，主要是基于SolidWorks在以下幾方面的突出優(yōu)點(diǎn)[2]：

a）強(qiáng)大的參數(shù)化特征造型功能。SolidWorks的參數(shù)化和特征造型技術(shù)，能方便、快捷地創(chuàng)建幾乎任何復(fù)雜形狀的實(shí)體，可以滿足絕大部分的工程設(shè)計(jì)的需要；SolidWorks采用統(tǒng)一的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，全數(shù)據(jù)相關(guān)，任何一個(gè)功能模塊中對零件的修改都會(huì)自動(dòng)反映到其他模塊中；

b）界面友好，操作簡便。SolidWorks采用典型的Windows軟件風(fēng)格，在所有的國外三維CAD軟件中提供了最優(yōu)秀的中文支持；

c）擁有開放的體系結(jié)構(gòu)。SolidWorks擁有豐富的第三方支持軟件，提供了開放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方便的二次開發(fā)環(huán)境，為企業(yè)今后廣泛的工程應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)平臺(tái)；

d）優(yōu)異的性能價(jià)格比。SolidWorks 是一款中端CAD系統(tǒng)，企業(yè)使用SolidWorks可以花較小的投入滿足設(shè)計(jì)的要求，因此SolidWorks特別適合于中小企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

2 寫solidworks的VBA程序

2.1 VBA程序的錄制

由于solidworks具有錄制操作，自動(dòng)生成代碼的功能，所以用“錄制宏”的方法錄制操作過程，再進(jìn)行，即可生成VBA程序[3]。

為了提高編程效率，單擊“工具”，“選項(xiàng)”，“系統(tǒng)選項(xiàng)”，“常規(guī)”，勾選系統(tǒng)選項(xiàng)中的“錄制后直接編輯宏”。

現(xiàn)在來錄制一個(gè)最簡單的VBA程序：在上視基準(zhǔn)面上畫一個(gè)半徑為500mm的圓。操作步驟如下：

單擊“新建”圖標(biāo)，新建一零件文件，單擊菜單“視圖”，“工具欄”，“宏”，單擊“錄制/暫停宏”圖標(biāo)按鈕，開始錄制。

在solidworks界面上單擊特征樹上的圖標(biāo)，再單擊原點(diǎn)，移動(dòng)鼠標(biāo)，畫圓。單擊“退出草圖”圖標(biāo)按鈕，單擊“左右二等角軸測”圖標(biāo)單擊“停止宏”圖標(biāo)，出現(xiàn)“執(zhí)行宏”對話框。

選擇目錄，輸入文件名，單擊“保存”按鈕，結(jié)束宏的錄制。這是，VBA編輯器將自動(dòng)打開，進(jìn)入編輯狀態(tài)。在VBA界面中單擊“視圖Solidworks”圖標(biāo)按鈕，回到SlidWorks界面中，單擊”新建按鈕，新建一零件文件，試宏的播放環(huán)境和錄制的環(huán)境一樣，單擊“運(yùn)行宏”圖標(biāo)按鈕，運(yùn)行程序，畫出一個(gè)圓。

再運(yùn)行程序，顯示出錯(cuò)，可見，通過宏的錄制所產(chǎn)生的代碼是經(jīng)常有問題的，必須對代碼進(jìn)行編輯，才能正確運(yùn)行。

下面分析錄制代碼（每行代碼前的數(shù)字是為了說明問題而加上的）。

01 `**********************************************************

02 `D：＼DOCUME～1＼ADMINI～1＼LOCALS～1＼Temp＼swx1108＼Macor1.swb-macro recorded on 14/27/03 by Administratro

03 `**********************************************************

04 Dim swApp As Object

05 Dim Part As Object

06 Dim boolstatus As Boolean

07 Dim longstatus As Long，longwarnings As Long

08 Dim FeatureData As Objectendprint

09 Dim Feature As Object

10 Dim Component As Object

11 Sub main（）

12 Set swApp=Application.SldWorks

13 Set Part=swApp.ActiveDoc

14 boolstatus=Part.Extension.SelectByID2（“上視基準(zhǔn)面”，“PLANE”，0，0，0，F(xiàn)alse，0，Nothing，0）

15 Part.ClearSelection2 True

16 Part.CreateCircle 0，0，0，0.1005179862306，-0.003901807228916，0

17 Part.ClearSelection2 True

18 Part.InsertSketch2 Ture

19 Part.ShowNamedView2“*等軸測”，7

20 End Sub

程序的前3三行是注釋，說明是誰于何年何月錄制的宏，第4行到第10行是變量聲明，程序第14行是選擇是“選擇上視基準(zhǔn)面”，第16行是“畫圓”，由于程序沒有錄下“新建草圖”的操作，因此程序運(yùn)行到16行時(shí)，因Solidworks默認(rèn)基準(zhǔn)面是“前視基準(zhǔn)面”，所以就在“前視基準(zhǔn)面”上自動(dòng)開始繪制草圖，從而使程序運(yùn)行出錯(cuò)。

所以可以將代碼編輯一下，修改第16行代碼中的數(shù)字，刪除一些不需要的代碼，調(diào)整后，如下：

01 Dim swApp As Object

02 Dim Part As Object

03 Dim boolstatus As Boolean

04 Sub main（）

05 Set swApp=Application.SldWorks

06 Set Part=swApp.ActiveDoc

07 boolstatus=Part.Extension.SelectByID2（“上視基準(zhǔn)面”，“PLANE”，0，0，0，F(xiàn)alse，0，Nothing，0）

08 Part.InsertSKetch2 True 這一行“新建草圖”的操作沒錄制下來！

09 Part.CreateCircle 0，0，0，0.1，0，0

10 Part.InsertSketch2 Ture

11 Part.ShowNamedView2“*等軸測”，7

12 End Sub

保存后運(yùn)行，運(yùn)行成功。

分析：第5，6兩行是賦值語句，變量swApp和Part被分別復(fù)制為Solidworks應(yīng)用程序和Solidworks的當(dāng)前文檔，第七行是選擇“上視基準(zhǔn)面”，第八行是“開始繪制草圖”，第11行是將視圖設(shè)為“等軸測”。

2.2 通過XYZ點(diǎn)的曲線

圓形螺旋彈簧的建模，關(guān)鍵在于路徑曲線。這種“通過XYZ點(diǎn)的曲線”，可用VBA創(chuàng)建。

（1）單擊宏工具攔上的“新建”圖標(biāo)，選擇文件路徑，輸入文件名，單擊保存，自動(dòng)打開VBA編輯器。

（2）單擊工程資源管理器窗口中的名稱Macrol，在屬性窗口中將項(xiàng)目名稱改為“圓形螺旋彈簧”：用同樣方法將模塊Macrol1名稱改為“圓形螺旋彈簧1”。在VBA編輯器中，選擇“插入”“用戶窗體”菜單項(xiàng)，向程序添加一個(gè)窗體，將Caption屬性設(shè)置為“圓形螺旋彈簧”，名稱改為frmMain。

（3）添加一個(gè)圖像框，調(diào)整大小和窗體相匹配，其picture圖片文件在配套光盤中。添加4個(gè)標(biāo)簽分別調(diào)整其Caption屬性為“匝數(shù)”，“路徑圓半徑”，“螺旋線半徑”，“界面半徑”。添加4個(gè)文字框，分別調(diào)整其Text屬性為“30”，“600”，“100”，“15”。

（4）添加兩個(gè)命令控件，分別調(diào)整其Caption屬性為“確定”和“取消”；名稱為“cmdDraw”和“cmdExit”。在工程資源管理器中雙擊模塊“圓形螺旋彈簧1”，刪除VBA自動(dòng)生成代碼，輸入以下代碼：

Sub main （）

frmMain.Show

End Sub

（5）在窗體中雙擊“確定”命令按鈕，進(jìn)入代碼窗口，在該按鈕的Click事件中添加下面代碼：

Option Explicit

Dim swApp As Sldworks.SldWorks

Dim part As Sldworks.ModelDoc2

Dimboolstatus As Boolean

Const pi = 3.1415926535897

Private Sub cmdDraw click（）

（6）在對話框中雙擊“取消”命令按鈕，進(jìn)入代碼窗口，在該按鈕的Click事件中添加下面代碼：

Private Sub cmdExit click（）

Unload Me

End Sub

（7）在VBA編輯器中按“F5”鍵，單擊“運(yùn)行宏”圖標(biāo)，運(yùn)行VBA程序，可完成圓形螺旋彈簧的建模。

3 結(jié)語

程序中，字符串變量MacroName得到帶有路徑的宏文件名，通過InStrRev函數(shù)得到MacroNam最右邊的斜杠“＼”的位置，由Left$函數(shù)得到宏文件的路徑，因此，只要將圖像框的圖片文件和宏文件放在同一文件夾中，就可以通過Image1.Picture=LoadPicture這樣的語句正確地加載圖片，而不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

程序中各公式曲線的數(shù)學(xué)公式如下：

心型線參數(shù)方程：

x=a*（cost）^3，

y=a*（sint）^3 （t為參數(shù)）

心臟線的參數(shù)方程：

x（t）=a（2cost-cos2t）

y（t）=a（2sint-sin2t）

阿基米德螺旋線

r=aθ

圓的漸開線的參數(shù)方程

x=r（cos φ+φsin φ）

y=r（sin φ-φcos φ）

擺線的參數(shù)方程

y=r*（1-cost）

x=r*（t-sint）

曳物線的參數(shù)方程：

x=acosθ；

y=aln[tan^2（θ+π4）]-asinθ

參考文獻(xiàn)

[1] 劉長征.精通SolidWorks2003[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2] 江洪.SolidWorks2003二次開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[3] 江洪.SolidWorks2003高級曲線曲面實(shí)例解析[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.endprint