凸輪三維圖形庫系統的構建研究

2013-05-16 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

作者: 陳樺*韓艷艷來源: 萬方數據
關鍵字: Delphi SolidWorks 凸輪圖形庫自動化服務器
提出了基于Delphi對SolidWorks二次開發的凸輪圖形庫,論述了該系統的總體結構、關鍵技術和實現方法,為以后進一步將凸輪圖形庫升級和網絡環境下的遠程凸輪圖形庫奠定了基礎。

CAD等技術的推廣應用明顯地提高了設計能力和圖紙質量。過去手工設計時,全部圖紙資料均由資料室統一管理,自從采用CAD技術以后,大部分資料都儲存在計算機內。另外,一個系列的新產品必然承襲老產品中約80%的成果,因此,在設計新產品時,往往要經常查閱老產品的設計圖紙。而大量的設計信息以計算機文件形式存在,這些圖紙或文本文件有可能存放在某一設計部門的計算機目錄下。用戶要查詢有關的資料,如果缺乏查找文件的輔助工具,往往要花費大量的精力,浪費寶貴的時間,因而文件的查詢成為十分頭痛的事情。凸輪圖形庫的建立采用計算機查詢,不僅可以查到當前資料,還可以查到過去或者類似項目的相應資料,從而減少設計時間,提高設計效率。

   1系統結構

   1. 1開發工具

SolidWorks的二次開發工具很多,如Delphi,C語言、C++語言、Visual C++. Visual Basic. VBA等。開發者可以根據自身的條件、工具特點等選擇合適的開發工具。在建立凸輪三維圖形庫的工作中,作者選用SolidWorks 2006作為開發平臺,并選用Delphi 7.0作為二次開發工具。SolidWorks是Windows環境一下的三維設計軟件,其特點是易學、易用,功能強大,并且完全漢化,使用過程中不存在語言障礙;SolidWorks支持的數據標準有:IGES,DXF, DWG, STEP, VRML等,通過數據轉換接口,SolidWorks可以方便地形成其它CAD, CAE軟件所要求的數據格式;此外,SolidWorks通過COM技術和OLE自動化技術為用戶提供完整的應用編程接口(API)。 Delphi是目前Window:平臺下的優秀開發工具,擁有強大的數據庫編程能力,利用Delphi對SolidWorks進行二次開發,可以將數據庫技術與SolidWorks的強大設計能力相結合,創建出用戶所需要的SolidWorks功能模塊。

   1. 2系統總體結構

系統從功能上分為:數據查詢模塊、三維實體造型模塊、幫助模塊等主要模塊。結構上主要包括:系統主控模塊、Delphi對SolidWorks的二次開發程序、SolidWorks軟件平臺等三大部分。系統的總體結構如圖1所示。

凸輪三維圖形庫系統的構建研究solidworks simulation應用技術圖片圖片1

數據查詢模塊主要由數據表格和二維圖形組成。用戶可以根據產品名稱、設計單位、設計時間等進行相關的查詢。

三維實體造型模塊主要是根據用戶對凸輪結構尺寸的需要,調用Delphi對SolidWorks的二次開發程序,啟動SolidWorks軟件平臺,生成對應凸輪結構尺寸的三維實體造型,用戶也可以在SolidWorks環境下對所需凸輪的圖形進行編輯。幫助模塊主要說明系統的基本操作和使用方法。

2實現過程

   2. 1創建SolidWorks服務器

SolidWorks作為自動化服務器,其提供自動化服務的類型庫文件叫做sldworks.tlb。在Delphi編程環境下,首先選擇"Project"的"Import Type Library"菜單項,在彈出的"Import Type Library",對話框中檢查是否在注冊表中注冊了相應的類型庫"S1dWorks 2006 Type Library"。如果沒有,點擊"Add"按鈕,選擇SolidWorks安裝目錄下的sldworks.tlb文件進行注冊。然后點擊類型庫名"S1dWorks 2006 Type Library",在Class names編輯框中將顯示類型庫所提供的所有類對象名字;為避免與Delphi本身的TComponent產生類名沖突,可以將編輯框中的TComponent改名為TSIdComponent。然后點選"Install"或"Create Unit"按鈕,Delphi將在Import子目錄下生成該類型庫的Object Pascal文件sldworks TLB.Pas} SolidWorks提供的所有API函數都包括在這個文件中。接下來就可以利用此sldworks TLB.Pas文件創建SolidWorks對象了。

   2. 2凸輪圖形數據庫的建立

凸輪圖形數據庫的建立是本系統的基礎,本系統中一切可視化信息以及繪圖所用到的數據均來自于凸輪圖形數據庫。凸輪圖形數據庫實質包括兩個部分:一是己經收編入庫的圖形,二是用Delphi現開發SolidWorks繪圖。

   2. 3收編入庫的凸輪圖形的構建步驟

1)構建步驟分析凸輪結構,建立數據表格,進行凸輪圖形設計時,首先要根據工作環境、輸入輸出運動轉換方式、安裝空間和布置方式、機器運轉速度等選擇合適的凸輪機構型式。本系統提供了滾子直動從動件盤形凸輪、平底直動從動件盤形凸輪、滾子擺動從動件盤形凸輪、平底擺動從動件盤形凸輪等型式。基本尺寸參數主要包括凸輪的基圓半徑、從動件的偏心距和滾子半徑等。運動規律的選擇主要根據從動件的工作性能由用戶確定,本系統提供了等速運動、等加速等減速運動、余弦加速度運動、正弦加速度運動等。

每個凸輪都有其相應的數據表格,將凸輪的型式、基本尺寸參數、運動規律以及起始角和結束角等參數記錄在凸輪數據表格中。在對這些數據表格進行分析之后,提取各個表格公有的非數據信息,單獨創建一個數據庫表作為索引表;同時為每個數據表格中的數據信息建立一個數據庫表;搜索遍歷索引表中的索引字段,就可以實現對凸輪圖形數據庫中所有數據表格的訪問。

2)建立實體模型,收編入庫在對凸輪進行三維造型之前要生成凸輪的二維輪廓線。其方法為:根據凸輪計算程序中求得的凸輪輪廓線坐標數據x (i),Y (i),采用SolidWorks提供的樣條曲線連接各點來生成光滑的凸輪輪廓曲線,再進行拉伸操作即可得到三維模型。

在建立凸輪三維實體模型時(見圖2),應使所建立的特征盡可能簡單,使參數尺寸盡可能少,利用SolidWorks建立特征功能,并利用宏錄制其過程,建立一宏文件(即內部編程)。然后用變量代替宏文件中的關鍵數據,如凸輪的基圓半徑、從動件的偏心距和滾子半徑等,而這些變量的數據來源即為凸輪圖形數據庫下的某種凸輪類型數據表。建模完成后,把凸輪建模過程所錄制的宏代碼放入參數輸入對話框中"確定"按鈕的Click事件中。每當按下。"確定"按鈕后,首先獲得SolidWorks Application對象和PartDoc對象,激活當前的文檔對象,然后打開凸輪圖。

凸輪三維圖形庫系統的構建研究solidworks仿真分析圖片圖片2

   2. 4用Delphi現開發SolidWorks繪圖

用Delphi開發SolidWorks繪圖功能模塊是本系統設計的關鍵所在。首先要創建SIdWorks對象,然后通過創建好的S1dWorks對象創建PartDoc ,ModelDoc2等子對象,并用這些子對象完成凸輪的構建、編輯、修改等。

下面的代碼片段演示了本系統中如何創建S1dWorks對象及其子對象。

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然后根據子對象的調用創建一個凸輪三維圖形。

   3結語

本文論述了用Delphi對SolidWorks進行二次開發的方法,重點介紹了凸輪圖形庫開發技術和實現方案。通過建立凸輪圖形庫,為設計人員減輕了勞動強度,縮短了設計時間,提高了設計效率。進一步發展的話,將凸輪圖形庫升級為網絡環境下的遠程凸輪圖形庫,使得設計人員可以方便的通過網絡獲得凸輪圖形,從而更好的實現機械產品的遠程設計與資源共享。

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