基于SolidWorks的工业平缝机机壳参数化设计
工业缝纫机是制衣业的主体设备，对其进行开发性设计是为了适应缝纫机的不同用途，形成众多不同结构特点及技术规格的系列化产品。缝纫机的整体结构中，机壳是用来支承和固定其他零件的关键部件，其外形结构大多相似，主要由机头、悬梁、尾座、底座４部分组成，结构中以箱壁、筋板、平台、凸台以及孔等为主要特征，机壳三维设计通常需要根据客户的要求，在已有模型的基础上重新建立草图中的几何关系约束、尺寸定义约束和方程式约束，该方法增加了产品设计的工作量以及开发周期。本文运用参数化的设计理念，使用高级语言VB对SolidWorks进行二次开发，实现工业缝纫机机壳零件的参数化设计，以缩短开发周期，提高设计效率。
1 工业平缝机机壳参数化设计及实现方法
1.1 工业平缝机机壳参数化设计原理
本文设计的参数化建模过程为：机壳外形特征分析—创建机壳基体特征—创建机壳附加特征—定义尺寸变量。按相似性原理构建机壳零件系列产品的基本参数模型，在几何拓扑关系不变的情况下提取能够反映产品性能、用户要求及能够控制零件基本结构的设计参数作为驱动变量来控制参数模型的几何尺寸，例如控制机壳基体形状的主参数是机壳的总长度L、总高度H以及总宽度W，控制机壳基体形状的其他L系列参数、H系列参数、W系列参数是由主参数通过方程式约束定义的参考变量。在构建好基体截面图形的几何参数和结构参数之间的关系后，在SolidWorks环境下绘制机壳基体形状的二维草图，并对草图建立几何参数的全约束，通过拉伸操作生成特征的定义参数。机壳零件中凸台、凹槽以及孔等特征的生成需要选择合适的基准面绘制二维轮廓草图以及通过相应的操作生成特征的定义参数。机壳零件的参数化提取L、H、W、L１～L３、H１～H５、W１～W３、T１～T６、D１～D３、R１～R４等表示机壳长宽高以及壁厚、孔径及圆角等的尺寸参数作为驱动变量，通过参数化建模建立几何约束集关联，通过编写应用程序建立参数关联，以人机交互方式修改参数尺寸实现对零件的重新设计。工业平缝机机壳主要尺寸参数如图１所示。
图1 工业平缝机机壳外形图
1.2 参数化设计的开发技术与实现方法
（１）在Microsoft Access中建立机壳零件设计中所需的表格数据库，储存相关的设计数据，实现设计过程中数据的动态链接功能。
（２）在SolidWorks中建立机壳零件的参数化三维模型，选择建模过程中自动生成的设计变量，在VB界面中进行参数修改，尺寸驱动生成形状相似、规格不同的零件模型。
（３）使用VB语言进行机壳参数化模块的界面设计，设计者可通过应用程序界面录入设计参数，程序将自动修改参数化建模时自动生成的设计变量，编译程序并生成可执行程序供SolidWorks程序调用。
（４）连接机壳设计模块中的主要设计参数与Access数据库，将数据库返回的其他尺寸参数通过SolidWorks中的API接口函数传给SolidWorks，通过尺寸驱动法和关系式法完成SolidWorks的二次开发。
2 工业平缝机机壳零件的参数化设计
2.1 Visual Basic6.0开发SolidWorks
本设计采用人机交互形式对SolidWorks进行二次开发，提取合理的设计变量，通过VB程序驱动设计变量实现模型的更新，该方法编程较简单，通用性好。对SolidWorks进行二次开发时，首先创建SolidWorks的应用对象实现与SolidWorks的对接，VB中通过CreateObject方法来获取SolidWorks应用对象，通过ActiveDoc方法获取当前SolidWorks文件对象。接着调用SolidWorks的API函数，通过接口打开已存在的模型，其相应程序如下：
2.2 VisualBasic6.0访问Access数据库
本设计使用Access建立“工业平缝机机壳零件参数数据库”，机壳零件表中包含机壳类型、L、H、W、T１～T６、D１～D３、R１～R４等字段，表中数据均采用手动直接录入，数据表建立以后，通过在VB6.0中编写程序将三维模型的尺寸参数和数据表提供的变量相匹配。本文选用ADO作为开发数据库应用系统的编程接口，ADO连接数据库可以通过以下步骤来实现：首先，在工程菜单下的部件中添加ADO控件；其次引用ADO对象库，设置ConnectionString属性，并使用生成的连接字符串来指定数据库；最后设置Record-Source属性。通过以下程序可以实现ADO与Access数据库和ADO与DataGrid的连接：
2.3 机壳零件参数化的实现
机壳参数化设计系统是通过改变特征的几何约束和尺寸约束，刷新并重建模型，被修改的特征及其相关的所有特征将一同被修改。设计过程采用全相关技术，即所有的对象都只存在于数据库中一次，并且数据库是唯一的、完整的，保证了设计的关联性，实现了零件、装配和工艺设计的同步进行。在本次设计中，建立相应窗体完成机壳参数化模块的界面设计，在该界面中选择机壳类型，程序调用Access数据库中的相关参数并将这些参数返回到VB界面显示其主要设计参数，设计者也可以单独对这些调用的参数进行修改、追加及删除，点击界面中的“生成模型”按钮，程序驱动SolidWorks自动完成建模，当改变下拉列表框中机壳类型时，机壳的三维实体模型完成自动更新。开发的工业平缝机机壳参数化设计模块界面如图２所示。
图2 工业平缝机机壳参数化设计模块界面
3 结论
（１）采用VB编程语言建立了SolidWorks二次开发的应用程序框架，并在此基础上，设计出工业平缝机机壳参数化模块，通过尺寸驱动的自动建模方法及数据存储多样性的功能实现了机壳零件库的柔性管理。
（２）提出基于SolidWorks的工业平缝机机壳参数化设计方法，该方法中采用Access建立“工业平缝机机壳零件参数数据库”管理系统，同时运用ADO控件与数据库连接，实现用表驱动法完成机壳的参数化设计。
（３）提出的工业平缝机机壳参数化设计方法可以类比运用在其他机械零件的参数化设计中。
