基于Solidworks和VBA的侧护板参数化设计

基于Solidworks和VBA的侧护板参数化设计

徐志才

天津美腾科技股份有限公司  天津  300385

摘要：鉴于工况条件的不同，产品的精细化和定制化越来越多，为了实现准确、快速的模型修改，减少设计人员的做图时间和误差，缩短设计生产周期，故采用SolidWorks结合 VBA的零件参数化设计方法。运用SolidWorks API自带编程接口，结合Excel VBA便捷的编程及控件功能，在表格中输入设计参数，自动更新设计模型。在SolidWorks二次开发中，采用VBA的参数化设计，此方法简单实用，扩展性强，无需过多代码维护，既提高了设计效率，也降低了出错率。

关键词： Soliworks、VBA、参数化设计、侧护板

中图分类号：TP29        文献标识码：A

0 引言  

在企业的现代化设计中，三维模型的各种参数化设计方法因其便捷高效、移植性强等特点深受研发人员青睐。SolidWorks也为用户的二次开发提供了应用程序API接口，只要支持OLE或COM接口的编程语言，都可以用来作为SW二次开发的工具，如VB、VBA、C++、C#等[1]。参数化设计包含两方面内容，一是参数化设计的图元因素，确定其基础几何关系，给出模型的基本尺寸变量；二是参数化设计的驱动，运用外部输入参数值的方法，驱动模型基本尺寸的变量参数。参数化就是建立在基础模型上，通过改变部分输入参数来驱动基础模型的变量参数，从而使数模产生变化，最终达到自动化建模的目的[2]。

1.Solidworks参数化设计的思路

1.1参数化设计

参数化是以高效性为目的，是通过高效复用来解决繁琐的重复工作。设计之前就要找出驱动参数，从动变量参数，这些参数的选择又和产品的后期变形和预判相关，要事先计划好哪些是变量，哪些是不变量，才能更高效地表达设计思路，呈现真实的设计结果。参数化就是通过整个零部件的变形或重新驱动建模，得到与设计要求符合的新的零部件。更准确的表达即：使用某些输入参数，来驱动整个零件或整个装配体重新生成或者直接变形，以获得相近的不同规格的零部件。

1.2参数化设计的原理

参数化设计是指将工程本身编写为函数或建立关联，通过修改初始条件参数并经计算机计算得出设计结果的过程，以实现设计过程的自动化。简单来说，就是用少量的元素，控制多数的内容。从一个物体中抽取一个或几个要素，作为主要驱动参数。其他的参数，或尺寸要素，或阵列个数，则作为从动要素。建立起从动要素和参数的关联的这个过程，称之为参数化。这个公式或关联是静态的，但参数是动态的，从动要素随主要驱动参数而变，主要驱动参数可以根据自身需求而定。

1.3参数化设计的优势

随着产品上市周期越来越快，要求企业要更快的推出新产品；用户定制化需求、设计人员成本、产品的技术经验等等都较以往有了更高的要求；对于零部件的重用度、模块化必将日趋成熟，这时就需要快速、准确的参数化建模。采用模块化、参数化的思路建立和修改模型，也会逐渐成为企业长远发展的必然选择。采用参数化重新生成零部件的方法，只需创建某个单一模型，之后通过调整驱动数据表中的参数，便可形成不同规格的零件，操作快捷简单，效果明显。

参数化可实现提取参数自动化、变量参数集中化、逻辑关系外置化、操作界面可视化，以达到自动化设计，模块化、参数化改造模型。参数化设计可以很大程度上提高模型的变更和修改速度，在新旧产品的系列化设计、相似性设计及专用数模系统的开发方面都具有重要的应用价值。

1.4基于Excel VBA的参数化设计

VBA是Excel中自带的开发编程工具，是基于的VB语言演变而来，是一种面向应用程序的通用语言，它适用于各种Windows的应用程序，解决了各应用程序的宏语言不统一的问题。VBA还含有的大量内部函数极大的方便设计者调用。

SolidWorks API就是其内嵌的具有开放性的编程接口，其不但提供大量可调用的函数，还可以与其他开放平台互通互用，提高了API接口的兼容性，其操作简便性和开放性，为设计者提供VB、C#、VBA、Delphi等多种语言的开发接口。其中VBA的编程比较简单，通用性最强，可使开发者更高效的实现参数化建模[3]。

SW自带的宏功能就可以把用户操作SW的 “一举一动”全程记录下来，将这些操作转化成可编辑的VBA代码。采用Excel VBA进行参数化设计的方法简单实用，其多数操作可通过宏录制的方法获取目标程序，之后再删减、修改调整代码。

2参数化设计实例

2.1创建基础模型

新建零件，创建草图并拉伸，完成基础模型创建。保存输入的数值尺寸，实例中数值70、30、5、600分别对应尺寸属性中的“D1宽度@草图1”、“D2高度@草图1”、“D3厚度@草图1”、“D1长度@拉伸1”，之后将模型保存为“E:\SW\参数化\侧护板”。

2.2创建驱动表格，关联SolidWorks软件

新建Excel表格，将参数尺寸与模型尺寸一一对应，插入命令按钮Command，将按钮属性修改为“生成模型”。

在Excel的设计模式下，双击“生成模型”命令按钮，进入VBA编程环境查看命令按钮代码。首先为Excel与SW建立关联，代码如下：

Dim swApp As Object

Dim Part As Object

Dim boolstatus As Boolean

Dim longstatus As Long, longwarnings As Long

以上四句为声明变量。

Set swApp = CreateObject("SldWorks.Application")‘建立对象’

swApp.Visible = True

Set Part = swApp.OpenDoc6("E: \SW\参数化\侧护板.SLDPRT ", 1, 0, "", longstatus, longwarnings) ‘打开前面保存的基础模型’

2.3变量驱动模型

通过Excel表格输入一组新的设计参数，设计参数要与尺寸属性相对应，之后更新模型。驱动程序如下：

Part.Parameter("D1宽度@草图1").System Value=Rang("E3").Value/1000

Part.Parameter("D2高度@草图1").System Value=Rang("E4").Value/1000

Part.Parameter("D3厚度@草图1").System Value=Rang("E5").Value/1000

Part.Parameter("D1长度@拉伸1").System Value=Rang("E8").Value/1000

在驱动表格中输入不同参数，点击生成模型，SW就会自动生成对应模型，根据需要可以建立一系列规格不同的侧护罩。

3 结束语

介绍了Solidworks参数化设计的设计思路，以及使用参数化设计的优势，采用SW API自带编程接口，结合Excel VBA的方式最为简单实用，扩展性强，无需过多代码维护，既提高了设计效率。并选用侧护板为实例，使用SolidWorks API结合VBA的方式进行参数化建模验证。

通过实例可明确此种参数化设计方法，可以大幅提升开发效率，缩短研发周期，可以轻松、准确的满足定制化产品需求，降低企业人力成本和设计者的经验成本。企业可根据自身产品需求发展不同功能的参数化，提高整套产品研发进度和质量。

参考文献：

1、付冲. 基于Excel和SolidWorks的U型托板参数化设计及展开[J].石油和化工设备，2019,22（10）:22-25.

2、焦雯雯.基于Excel VBA编程的SolidWorks零件参数化设计[J].机械工程师，2014,11:200-204.

3、郭书英.基于SolidWorks和Excel二次开发零部件参数化设计研究[J].河北省科学院学报，2022,39(3):21-24.