基于VB.NET的SolidWorks型钢库的二次开发*

2013-08-02王宏建

机械研究与应用 2013年1期

程芬，王宏建，滕爽

(武汉纺织大学机械工程与自动化学院，湖北武汉 430073)

1 引言

型钢广泛应用在机械、建筑、航空航天等领域。在三维建模与设计中，一般同一系列的型钢具有相似的截面形状，利用三维软件绘制其截面草图并调用拉伸命令即可完成建模。常用型钢包括:角钢、槽钢、T型钢、H 型钢和工字钢等［1］。

SolidWorks(以下简称为SW)是一款功能强大的三维实体造型专用软件，提供了几百个API函数。这些API函数是其OLE和COM的接口，使用户能直接访问SW，并可利用VB等多种高级语言对其进行二次开发，从而建立适合用户需要的专用功能模块。对具有类似结构的零件进行反复设计和修改会使建模过程繁琐，因此对常用的同类型零件建立参数化设计模块，可实现零件自动建模，从而大大提高设计效率［2］。笔者以工字钢为例，简要介绍了基于COM规范的可生成插件(* .dll)方法的型钢库建立过程。通过友好的人机交互界面，设计人员只需输入相应的参数值就可完成型钢的建模。

2 SolidWorks二次开发原理及方法

SW二次开发是利用支持OLE和COM编程的开发平台，通过调用SW API函数来实现相应功能的开发，从而建立专用功能模块的过程。

2.1 SolidWorks API函数

SW API是SW的OLE应用程序开发接口，为用户提供完全面向对象的类体系。它包括对象的类型、属性和方法。程序员对网络结构中OLE对象及其方法和属性进行操作，即可实现不同功能的二次开发。

SW API是一个自上而下的树形层次结构，SolidWorks位于所有API中最顶层的位置。由于应用程序接口对SW API访问是逐级遍历的，所以任何应用程序对API访问前都必须先经过SolidWorks。SW API囊括了软件的所有功能。SW二次开发中的参数化设计，其本质就是正确调用API对象的过程［3］。

2.2 SolidWorks二次开发方法简介

目前对SW软件进行二次开发有两种方式:一种是基于OLE(对象的链接与嵌入)的自动化技术，用户程序作为一个独立的应用程序(*.exe)，通过API接口调用SW提供的服务，完成对它的控制和操作;另一种是基于COM(组件对象模型)规范的，即插件形式(Add-Inapplication)，用户程序作为一个插件(*.dll)集成到SW中去［4］。本文实例采用第二种。

2.3 零件设计模块二次开发基本思路

使用 Visual Basic.NET创建新的 SolidWorks ADD-In，利用编辑好的宏，编译ADD-In，并添加引用，添加SolidWorks2010类型库、常量类型库等，最后生成ADD-In程序(*.dll)或(*.exe)文件，笔者选择生成(*.dll)文件。其基本步骤归纳如下:

(1)在SW进行零件的三维建模，并对建模过程进行宏录制，获取该零件的VB代码。

(2)在VB.NET中分析零件设计基本参数，对录制的宏进行修改编辑插入函数表达式。

(3)编辑录制好的宏，删除冗余的代码后插入适当的窗体函数，制作能输入参数的人机交互界面。

(4)建立应用程序与SW的连接，即在程序中嵌入与SW关联的程序语句。

(5)在VB程序中生成.dll文件。

(6)打开SW，加载.dll文件，至此用户需要的插件制作完成［5］。

3 工字钢的二次开发

3.1 工字钢三维建模及宏录制

分析工字钢结构特征，参照相关设计手册中工字钢的标准参数得到截面二维图，如图1所示。打开SW开始草图的绘制，并打开【工具】/【宏】/【录制】进行宏录制，选择前视基准面为草图绘制平面，工字钢截面草图由直线段和圆角组成，且为轴对称图形，绘制中心线并对绘制好的直线和圆角进行镜像操作，得到完整的工字钢截面草图，最后选择拉伸命令得到工字钢三维实体。同时停止宏录制，将得到的程序保存为“工字钢.swp”，以供后续过程修改和调用。

图1 工字钢截面参数

图中各符号意义:h为高度;b为腿宽度;d为腰厚度;t为平均腿厚度;r为内圆弧半径;r1为腿端圆弧半径;C为形心。

3.2 编制应用程序

(1)绘图的部分程序代码如下:

Private Sub Command1_Click()

定义所需的变量

Dim h As Single∥高度h

Dim b As Single∥腿宽度b Dim d As Single∥腰厚度d

Dim t As Single∥平均腿厚度t

…

Dim L As Single∥工字钢长度L

Dim swApp As Object∥swapp声明为对象，表示SW应用程序

Dim Part As Object∥part声明为对象，表示SW零件环境…

开始绘图

Sub main()

Set swApp=Application.SldWorks∥得到 SW 应用程序对象

Set Part=swApp.ActiveDoc∥当前活动的工作环境

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2("前视基准面"，"PLANE"，0，0，0，False，0，Nothing，0)

Part.SketchManager.CreateLine(0，0，0，0，b/1000，0)∥绘制直线段

…

Set skSegment=Part.SketchManager.CreateLine(t/1000，b/1000，0，t/1000，b/1000，0)

绘制圆角程序

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2("Line5"，"SKETCHSEGMENT"，t/2000，b-d/4000，0，True，0，Nothing，0)

Set skSegment=

Part.SketchManager.CreateFillet(r，1)∥圆角 r

…

Part.SketchManager.InsertSketch True

Part.ShowNamedView2"上下二等角轴测"，8…

boolstatus=Part.Extension.SelectByID2("工字钢"，"SKETCH"，0，0，0，False，0，Nothing，0)

Part.FeatureManager.FeatureExtrusion∥用拉伸函数得到三维实体…

(2)利用SW API的功能编制SW插件，部分代码如下:

API对象与应用标志程序

Implements SWPublished.SwAddin

Dim iSldWorks As SldWorks.SldWorks

Dim iCookie As Long

Dim iToolbarID As Long

建立SolidWorks链接关系的关键代码

SetiSldWorks=ThisSW∥与SW建立连接iCookie=Cookie∥从SW得到cookie

Public Sub AddMenus()∥定义二次开发菜单

iSldWorks.AddMenu swDocPART，"型钢库"，5

iSldWorks. AddMenuItem2swDocPART，iCookie，" 工字钢@ 型钢库"，-1，"工字钢设计"，""，""iSldWorks.AddMenuItem2 swDocPART，iCookie，"H型钢@ 型钢库"，-1，"H型钢设计"，""，""End Sub…

3.3 人机交互界面及运行结果

查相关手册可以得出基本参数:h=100，b=68，d=4.5，t=7.6，r=6.5，r1=3.4 即为 10 号工字钢截面［6］。拉伸长度L=200，其插件交互截面如图2所示。

图2 工字钢插件人机交互界面

在交互式界面下输入上述参数得到相应工字钢三维模型如图3所示。其他型钢的建模与本例相似，可归纳出同系列的型钢截面参数模型，利用简单的直线、圆角等绘制命令建立其截面草图，再利用拉伸命令获得三维模型。其中录制的宏代码中已定义的常数参量应改为所定义的变量，并建立相应函数关系。程序编写完成后，保存工程并生成工程DLL文件。在SW中点击【文件】→【打开】，文件类型选为“Add-Ins(* .dll)”并加载前面生成的DLL文件，至此用户需要的插件制作完成［7］。