1　引言

    在电气领域中，接触器是一种典型的电气产品，广泛用作电力主回路的开断和控制电路。在对接触器进行设计的过程中，经常会用到结构相同或相似，尺寸却不同的情况，通常采用的方法是将每个零件都单独设计，但是此方法占用了设计人员大部分的精力和时间，增加了新产品的开发周期。随着新的设计软件和技术在生产中的应用，可以加快CAD设计的过程。

    SolidWorks是基于Windows的CAD桌面集成系统，是在继承和总结了大型机械CAD软件的基础上，在Windows环境下实现的一款三维CAD软件 ，它可以十分方便地实现零件造型、装配和生成。

    SolidWorks与以前的CAD设计系统相比具有以下特性：

    （1）有直观的 Windows用户界面和强大的实体建模功能；

    （2）具有方便管理的特征管理员历史树；

    （3）双向关联的尺寸驱动机制。

    但是SolidWorks并不是十全十美的，无法完全满足特定企业的特殊要求。因此，为了满足特定企业的特殊要求，提高生产效率，就必须对其进行二次开发。本研究通过SolidWorks的二次开发，开发出一种接触器铁心的参数化设计方案。

    2　SolidWorks的二次开发

    SolidWorks软件提供了完整的、免费的开发工具(API)，提供了Visual C++、VB、VBA(宏记录)、Delphi等支持COM（Component Object Model，组件对象模型）或OLE（ObjectLinking and Embedding，对象链接与嵌入）的开发语言接口，用于SolidWorks二次开发，从而在用户自己开发的应用软件中实现诸如生成直线、构造实体、检查曲面表面参数等几乎所有SolidWorks软件的现有功能，用户也可以创建出专用的SolidWorks功能模块。

    3　利用VB二次开发的步骤

    Visual Basic具有易用、易学、程序开发周期短、有可视化设计界面等特点。通过VB来实现对SolidWorks的二次开发，需要按照一定的步骤来进行，具体的步骤如下：

    （1）通过代码使应用程序连接Solidworks，并新建零件图。

    （2）确定能反映零件特征的尺寸参数，并以此作为设计变量，同时确定尺寸之间的相互关系；

    （3）利用VB进行用户界面的设计，创建程序运行界面。

    （4）使用VB提供的方法和属性，直接调用SolidWorks的API函数编写程序代码，实现三维模型的参数化设计以及模型的编辑，实现复杂形体的零件造型。这种方法要求开发人员对SolidWorks的API函数非常精通，对于一般初学者来说略有难度。一个简单且实用的方法是先在SolidWorks中进行宏录制，获得宏操作代码，然后将修改后的程序复制添加到VB程序代码的相应部分，最后编辑、修改、调试以达到要求，通过程序驱动设计变量实现模型的创建和更新。这种编程方法较简单，通用性好。开发者可根据自己对API掌握的熟悉程度，选择适合自己的方法进行程序代码的编写；

    （5）通过变化尺寸实现任意相似零件三维模型的创建。

    4　接触器铁心的参数化设计
 

图1 尺寸参数定义

     4.1　基本参数的确定

     零件的参数化设计，首先要确定能反映零件外形的主要尺寸值作为变量，以此变量来控制零件的外形尺寸。

     定义各尺寸值的参数，如图1所示。支撑脚的基本参数为：

     外形尺寸h1、外形尺寸h2、外形尺寸b1、外形尺寸b2、外形尺寸b3、厚度d。

     4.2　应用程序界面

     利用VB建立应用程序界面，如图2所示参数输入界面。当运行时，只需要根据实际情况在对应参数部分输人数值，然后点击生成铁心，就可以建立所需要的零件模型。
 

图2 参数输入界面

     4.3　程序代码的编写

    对于程序代码的编写，简单实用的方法是使用SolidWorks宏功能，把零件模型绘制的全过程录制成宏文件，提出宏文件中与模型生成有关的关键函数，找到模型尺寸对应的参数，弄清关键参数的调整对零件的变化，用变量把关键参数替换成能被VB调用的应用程序，通过程序的驱动变量实现模型的建立和更新。

    关键代码如下:

    Set swApp = CreateObject ("SldWorks.Application")

    swApp.Visible = True

    strfilename = App.Path&" \零件1.SLDPRT"

    Set Part = swApp.OpenDoc4(strfilename, 1, 0, "", longstatus)

    Set Part = swApp.ActivateDoc(" 零件1 ")

    ……..

    Part.Parameter("h1@草图1" & strfilename).SystemValue = h1 / 1000

    Part.Parameter("h2@草图1" & strfilename).SystemValue = h2 / 1000

    Part.Parameter("b1@草图1" & strfilename).SystemValue = b1 / 1000

    …….

    Set myFeature = Part.FeatureManager.FeatureExtrusion2(True,

    False, False, 0, 0, d, 0, False, False, False, False, 0.01745329251994,

    0.01745329251994, False, False, False, False, True, True, True, 0, 0,

    False)

    Part.EditRebuild

    这种方法编程的优点是，通用性好且方便简单。

    4.4　程序运行结果

    运行程序，点击“生成零件”，生成一个新的零件环境，在文本框中输入相对应的数值，例如：外形尺寸h1为20mm、外形尺寸h2为15mm、外形尺寸b1为5mm、外形尺寸b2为5mm、外形尺寸b3为5mm、厚度d为1mm，然后点击“生成铁心”，建立与用户输入数值相对应的零件模型。如图3所示。
 

图3 程序生成接触器铁心

    4.5　产品模型的自动装配

    装配路径是虚拟装配系统中零件实现自动装配运动的基础，取得零件的装配路径信息有两种方法:

    （1）用户利用虚拟装配环境进行人机交互操作来指定装配路径。采用拆卸的方式，依次记录每一个零件在拆卸过程的路径关键点，然后进行求逆运算，拟合成一条装配路径。

    （2）用户根据装配体的装配形式和特点，通过归类将装配零件划分成几种装配类别，然后通过用户指定零件装配类别，系统自动计算出各零件的装配路径关键点。

    本研究使用了第一种方法先将接触器进行组装，将生成的零件调入接触器模型并设计装配路径。图4为组装好的接触器。
 

图4 组装好的接触器



图5 拆卸后的接触器

    最后对组装好的接触器进行路径规划进行拆卸（如图5所示），并对其求逆便可得到装配顺序。

    5　结语

    利用VB编程语言对SolidWorks API函数的调用，实现接触器铁心零件设计过程的参数化、装配自动化。通过实例分析，可以得出结论：利用参数化建模生成零件，可以极大的提高建模的效率，缩短产品的开发和设计周期。

    参数化建模技术是产品设计的一个发展趋势，将会得到广泛的应用。随着科技的飞速发展，制造业竞争的不断加剧，以最短的时间开发和生产出高质量、低成本的产品，快速满足市场的需求，必将成为制造业企业所追求的目标。

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    作者简介

    高智箭（1986- ），男，河北人，助理工程师，硕士研究生，现就职于天津市市政工程设计研究院，从事市政行业电气及自动化设计研究工作。

    摘自《自动化博览》2月刊