搜索凸輪三維圖形庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)建研究
2013-05-16 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線
作者: 陳樺*韓艷艷 來(lái)源: 萬(wàn)方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字: Delphi SolidWorks 凸輪圖形庫(kù) 自動(dòng)化服務(wù)器
提出了基于Delphi對(duì)SolidWorks二次開(kāi)發(fā)的凸輪圖形庫(kù),論述了該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法,為以后進(jìn)一步將凸輪圖形庫(kù)升級(jí)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的遠(yuǎn)程凸輪圖形庫(kù)奠定了基礎(chǔ)。
CAD等技術(shù)的推廣應(yīng)用明顯地提高了設(shè)計(jì)能力和圖紙質(zhì)量。過(guò)去手工設(shè)計(jì)時(shí),全部圖紙資料均由資料室統(tǒng)一管理,自從采用CAD技術(shù)以后,大部分資料都儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)。另外,一個(gè)系列的新產(chǎn)品必然承襲老產(chǎn)品中約80%的成果,因此,在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí),往往要經(jīng)常查閱老產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙。而大量的設(shè)計(jì)信息以計(jì)算機(jī)文件形式存在,這些圖紙或文本文件有可能存放在某一設(shè)計(jì)部門的計(jì)算機(jī)目錄下。用戶要查詢有關(guān)的資料,如果缺乏查找文件的輔助工具,往往要花費(fèi)大量的精力,浪費(fèi)寶貴的時(shí)間,因而文件的查詢成為十分頭痛的事情。凸輪圖形庫(kù)的建立采用計(jì)算機(jī)查詢,不僅可以查到當(dāng)前資料,還可以查到過(guò)去或者類似項(xiàng)目的相應(yīng)資料,從而減少設(shè)計(jì)時(shí)間,提高設(shè)計(jì)效率。
1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1. 1開(kāi)發(fā)工具
SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)工具很多,如Delphi,C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言、Visual C++. Visual Basic. VBA等。開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)自身的條件、工具特點(diǎn)等選擇合適的開(kāi)發(fā)工具。在建立凸輪三維圖形庫(kù)的工作中,作者選用SolidWorks 2006作為開(kāi)發(fā)平臺(tái),并選用Delphi 7.0作為二次開(kāi)發(fā)工具。SolidWorks是Windows環(huán)境一下的三維設(shè)計(jì)軟件,其特點(diǎn)是易學(xué)、易用,功能強(qiáng)大,并且完全漢化,使用過(guò)程中不存在語(yǔ)言障礙;SolidWorks支持的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)有:IGES,DXF, DWG, STEP, VRML等,通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口,SolidWorks可以方便地形成其它CAD, CAE軟件所要求的數(shù)據(jù)格式;此外,SolidWorks通過(guò)COM技術(shù)和OLE自動(dòng)化技術(shù)為用戶提供完整的應(yīng)用編程接口(API)。 Delphi是目前Window:平臺(tái)下的優(yōu)秀開(kāi)發(fā)工具,擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)編程能力,利用Delphi對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),可以將數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與SolidWorks的強(qiáng)大設(shè)計(jì)能力相結(jié)合,創(chuàng)建出用戶所需要的SolidWorks功能模塊。
1. 2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)從功能上分為:數(shù)據(jù)查詢模塊、三維實(shí)體造型模塊、幫助模塊等主要模塊。結(jié)構(gòu)上主要包括:系統(tǒng)主控模塊、Delphi對(duì)SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)程序、SolidWorks軟件平臺(tái)等三大部分。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
數(shù)據(jù)查詢模塊主要由數(shù)據(jù)表格和二維圖形組成。用戶可以根據(jù)產(chǎn)品名稱、設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)時(shí)間等進(jìn)行相關(guān)的查詢。
三維實(shí)體造型模塊主要是根據(jù)用戶對(duì)凸輪結(jié)構(gòu)尺寸的需要,調(diào)用Delphi對(duì)SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)程序,啟動(dòng)SolidWorks軟件平臺(tái),生成對(duì)應(yīng)凸輪結(jié)構(gòu)尺寸的三維實(shí)體造型,用戶也可以在SolidWorks環(huán)境下對(duì)所需凸輪的圖形進(jìn)行編輯。幫助模塊主要說(shuō)明系統(tǒng)的基本操作和使用方法。
2實(shí)現(xiàn)過(guò)程
2. 1創(chuàng)建SolidWorks服務(wù)器
SolidWorks作為自動(dòng)化服務(wù)器,其提供自動(dòng)化服務(wù)的類型庫(kù)文件叫做sldworks.tlb。在Delphi編程環(huán)境下,首先選擇"Project"的"Import Type Library"菜單項(xiàng),在彈出的"Import Type Library",對(duì)話框中檢查是否在注冊(cè)表中注冊(cè)了相應(yīng)的類型庫(kù)"S1dWorks 2006 Type Library"。如果沒(méi)有,點(diǎn)擊"Add"按鈕,選擇SolidWorks安裝目錄下的sldworks.tlb文件進(jìn)行注冊(cè)。然后點(diǎn)擊類型庫(kù)名"S1dWorks 2006 Type Library",在Class names編輯框中將顯示類型庫(kù)所提供的所有類對(duì)象名字;為避免與Delphi本身的TComponent產(chǎn)生類名沖突,可以將編輯框中的TComponent改名為TSIdComponent。然后點(diǎn)選"Install"或"Create Unit"按鈕,Delphi將在Import子目錄下生成該類型庫(kù)的Object Pascal文件sldworks TLB.Pas} SolidWorks提供的所有API函數(shù)都包括在這個(gè)文件中。接下來(lái)就可以利用此sldworks TLB.Pas文件創(chuàng)建SolidWorks對(duì)象了。
2. 2凸輪圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的建立
凸輪圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是本系統(tǒng)的基礎(chǔ),本系統(tǒng)中一切可視化信息以及繪圖所用到的數(shù)據(jù)均來(lái)自于凸輪圖形數(shù)據(jù)庫(kù)。凸輪圖形數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)質(zhì)包括兩個(gè)部分:一是己經(jīng)收編入庫(kù)的圖形,二是用Delphi現(xiàn)開(kāi)發(fā)SolidWorks繪圖。
2. 3收編入庫(kù)的凸輪圖形的構(gòu)建步驟
1)構(gòu)建步驟分析凸輪結(jié)構(gòu),建立數(shù)據(jù)表格,進(jìn)行凸輪圖形設(shè)計(jì)時(shí),首先要根據(jù)工作環(huán)境、輸入輸出運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換方式、安裝空間和布置方式、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度等選擇合適的凸輪機(jī)構(gòu)型式。本系統(tǒng)提供了滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪、滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪、平底擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪等型式?；境叽鐓?shù)主要包括凸輪的基圓半徑、從動(dòng)件的偏心距和滾子半徑等。運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇主要根據(jù)從動(dòng)件的工作性能由用戶確定,本系統(tǒng)提供了等速運(yùn)動(dòng)、等加速等減速運(yùn)動(dòng)、余弦加速度運(yùn)動(dòng)、正弦加速度運(yùn)動(dòng)等。
每個(gè)凸輪都有其相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格,將凸輪的型式、基本尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及起始角和結(jié)束角等參數(shù)記錄在凸輪數(shù)據(jù)表格中。在對(duì)這些數(shù)據(jù)表格進(jìn)行分析之后,提取各個(gè)表格公有的非數(shù)據(jù)信息,單獨(dú)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表作為索引表;同時(shí)為每個(gè)數(shù)據(jù)表格中的數(shù)據(jù)信息建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表;搜索遍歷索引表中的索引字段,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)凸輪圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)表格的訪問(wèn)。
2)建立實(shí)體模型,收編入庫(kù)在對(duì)凸輪進(jìn)行三維造型之前要生成凸輪的二維輪廓線。其方法為:根據(jù)凸輪計(jì)算程序中求得的凸輪輪廓線坐標(biāo)數(shù)據(jù)x (i),Y (i),采用SolidWorks提供的樣條曲線連接各點(diǎn)來(lái)生成光滑的凸輪輪廓曲線,再進(jìn)行拉伸操作即可得到三維模型。
在建立凸輪三維實(shí)體模型時(shí)(見(jiàn)圖2),應(yīng)使所建立的特征盡可能簡(jiǎn)單,使參數(shù)尺寸盡可能少,利用SolidWorks建立特征功能,并利用宏錄制其過(guò)程,建立一宏文件(即內(nèi)部編程)。然后用變量代替宏文件中的關(guān)鍵數(shù)據(jù),如凸輪的基圓半徑、從動(dòng)件的偏心距和滾子半徑等,而這些變量的數(shù)據(jù)來(lái)源即為凸輪圖形數(shù)據(jù)庫(kù)下的某種凸輪類型數(shù)據(jù)表。建模完成后,把凸輪建模過(guò)程所錄制的宏代碼放入?yún)?shù)輸入對(duì)話框中"確定"按鈕的Click事件中。每當(dāng)按下。"確定"按鈕后,首先獲得SolidWorks Application對(duì)象和PartDoc對(duì)象,激活當(dāng)前的文檔對(duì)象,然后打開(kāi)凸輪圖。
2. 4用Delphi現(xiàn)開(kāi)發(fā)SolidWorks繪圖
用Delphi開(kāi)發(fā)SolidWorks繪圖功能模塊是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。首先要?jiǎng)?chuàng)建SIdWorks對(duì)象,然后通過(guò)創(chuàng)建好的S1dWorks對(duì)象創(chuàng)建PartDoc ,ModelDoc2等子對(duì)象,并用這些子對(duì)象完成凸輪的構(gòu)建、編輯、修改等。
下面的代碼片段演示了本系統(tǒng)中如何創(chuàng)建S1dWorks對(duì)象及其子對(duì)象。
然后根據(jù)子對(duì)象的調(diào)用創(chuàng)建一個(gè)凸輪三維圖形。
3結(jié)語(yǔ)
本文論述了用Delphi對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的方法,重點(diǎn)介紹了凸輪圖形庫(kù)開(kāi)發(fā)技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方案。通過(guò)建立凸輪圖形庫(kù),為設(shè)計(jì)人員減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間,提高了設(shè)計(jì)效率。進(jìn)一步發(fā)展的話,將凸輪圖形庫(kù)升級(jí)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的遠(yuǎn)程凸輪圖形庫(kù),使得設(shè)計(jì)人員可以方便的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得凸輪圖形,從而更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)與資源共享。
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