典型电气产品参数化技术研究

高智箭，吉利，张泳

（1.天津市市政工程设计研究院，天津 300051）

（2.天津航空机电有限公司，天津 300308）

典型电气产品参数化技术研究

高智箭1，吉利2，张泳1

（1.天津市市政工程设计研究院，天津 300051）

（2.天津航空机电有限公司，天津 300308）

采用SolidWorks软件作为支撑平台，用VB对其进行二次开发，提出一种接触器零件的参数化设计的方法。通过零件的参数化分析，利用编程来实现零件的参数化生成，达到了缩短设计周期的目的。

SolidWorks；二次开发；接触器铁心；参数化设计

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（Object Linking 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。

Parametric Design Technology on Typical Electrical Products

Taking the SolidWorks software as the supporting platform, the parametric design method of Contactor core parts is provided based on the further development using VB in this paper. By means of the parametric analysis of parts, the parametric creation is achieved by programming, which can get the goal of shortening design cycle.

SolidWorks; Further development; Contactor core; Parametric design

B

1003-0492(2015)02-0092-02

TP273