SolidWorks表格驅動應用詳解
SolidWorks的參數化功能有多種實現方式，本文詳細介紹了利用Excel表格驅動SolidWorks模型的方法：通過Excel輸入參數，利用Excel表格ActiveX控件、方便的數據計算能力，結合SolidWorks方程式及宏功能，實現對SolidWorks模型尺寸修改及更新。
參數化設計方法就是將模型中的定量信息變量化，使之成為任意調整的參數。對于變量化參數賦予不同數值，就可得到不同大小和形狀的零件模型。
用CAD方法開發(fā)產品時，產品設計模型的建立速度是決定整個產品開發(fā)效率的關鍵。如果該設計是從概念創(chuàng)意開始，則產品開發(fā)初期，零件形狀和尺寸有一定模糊性，要在裝配驗證、性能分析之后才能確定，這就希望零件模型具有易于修改的柔性;如果該設計是改型設計，則快速重用現有的設計數據，不啻為一種聰明的做法。無論哪種方式，如果能采用參數化設計，其效率和準確性將會有極大的提高。
在CAD中要實現參數化設計，參數化模型的建立是關鍵。參數化模型表示了零件圖形的幾何約束、尺寸約束和工程約束。幾何約束是指幾何元素之間的拓撲約束關系，如平行、垂直、相切和對稱等;尺寸約束則是通過尺寸標注表示的約束，如距離尺寸、角度尺寸和半徑尺寸等;工程約束是指尺寸之間的約束關系，通過定義尺寸變量及它們之間在數值上和邏輯上的關系來表示。
在參數化設計系統中，設計人員根據工程關系和幾何關系來指定設計要求。要滿足這些設計要求，不僅需要考慮尺寸或工程參數的初值，而且要在每次改變這些設計參數時維護這些基本關系。即將參數分為兩類：其一為各種尺寸值，稱為可變參數;其二為幾何元素間的各種連續(xù)幾何信息，稱為不變參數。參數化設計的本質是在可變參數的作用下，系統能夠自動維護所有的不變參數。因此，參數化模型中建立的各種約束關系，正是體現了設計人員的設計意圖。
SolidWorks是典型的參數化設計軟件，參數化功能非常強大，并且實現方法多種多樣。筆者今天介紹一種通過Excel表格對模型參數進行驅動的方法，其特點是充分利用Excel表格強大的公式計算、直觀的參數輸入、方便的數據維護功能，來實現產品的參數化、系列化設計。如圖1所示Excel表格，展示的是一個壓力容器的法蘭參數。表中直觀地將不同法蘭用不同顏色體現，并對應相同顏色塊的參數。該參數采用下拉列表的方式，直接選取即可，最后只需要點擊右下角的“更新法蘭參數”，SolidWorks中的模型便實時得到更新。
當然，根據模型參數的需要，該表格還可以做得更加復雜，還是以該壓力容器為例，大家知道壓力容器的設計是有嚴格規(guī)范的，那么就可以將這些規(guī)范體現在表格中，利用Excel公式功能實現。如圖2，同樣只需要更改幾個關鍵參數，點擊更新按鈕，SolidWorks中的相應模型參數便實時得到更新。
下面筆者介紹一下這個功能的實現方法，在此筆者用一個最簡單的長方體模型作為例子進行介紹。
1.建立模型
首先用SolidWorks建立如下模型：一個長方體，長寬高分別為100mm、40mm和50mm。如圖3。
2.編輯尺寸名稱
這個過程需要強調的是，需要將尺寸名稱顯示出來。可按下面方法操作：勾選注解中的“顯示特征尺寸”，并將“查看尺寸名稱”按鈕激活，如圖4，結果如圖5。
3.定義尺寸之間的邏輯關系
在此我們定義“高”是“寬”的1.5倍。注意，該步驟可選，因為可以將邏輯關系在Excel表格中定義，如圖6。
4.生成Excel文件
本例中，驅動變量是“長”，“寬”和“高”均直接或間接由“長”得到。根據這個要求，該表格設計成由驅動列表、參數定義和參數說明三部分組成，如圖7。
5.利用名稱管理器定義參數區(qū)域
選中“參數”工作表中的“長”下面的所有數值表格，然后點擊公式欄中的“名稱管理器”，新建一個名稱為“長”， 引用位置為剛才選中表格范圍的名稱內容，如圖8。
6.引用參數區(qū)域
這是為了將驅動尺寸與設定好的參數進行關聯調用，采用下拉框來實現，如圖9。
7.設置尺寸參數之間的關系
這一步可以充分利用Excel表格方便的公式計算功能，如圖10。
8.定義ActiveX控件按鈕
切換到“開發(fā)工具”選項卡(此前要確保在“Excel選項→常用”中將開發(fā)工具選項卡激活)，激活“設計模式”，在該選項卡中，點擊“插入→ActiveX控件→命令按鈕”，繪制一個按鈕，并修改該按鈕的顯示名稱為“更新尺寸”。如果你喜歡，也可以將該按鈕的樣式顏色修改一下，效果如圖11。
9.修改按鈕的代碼內容
雙擊該按鈕，在彈出窗口的代碼中加入驅動SolidWorks尺寸參數的內容。需要說明的是，該代碼形式固定，需要更改的只是箭頭所指的變量傳遞部分語句，其中，前面括號中是在SolidWorks中的模型尺寸名，后面括號中是Excel表格中相應的單元格名稱。注意，代碼中數值單位是m，而本例模型中單位是mm，因此在代碼中數值要除以1000。另外，按鈕名稱不要弄錯，一定要與控件名稱一致(注意不是顯示名稱)。需要指出的是，長方體需要長、寬和高三個參數，而我們只定義了2個參數“長、高”，這是因為，“寬”的參數SolidWorks的方程式中定義了。如圖12。
通用代碼內容如下，其中，紅色部分可直接復制重用到其他例子中。
Private Sub CommandButton1_Click()
Dim swApp As Object
Dim Part As Object
Dim Gtol As Object
Dim longstatus As Long
Dim boolstatus As Boolean
Set swApp = CreateObject(“SldWorks.Application”)
Set Part = swApp.ActiveDoc
‘Values for calcualtions are in meters
Part.Parameter(“長@Sketch1”).SystemValue=Range(“A4”).Value/1000
Part.Parameter(“寬@Extrude1”).SystemValue=Range(“B4”).Value/1000Part.EditRebuild
End Sub10.保存該文件為特定格式
請注意，操作過程中必須保存為Excel2003的格式(xls)，或者Excel2007的xlsm(啟用宏的工作簿)格式。要想正確運行該按鈕，還需要注意下面兩點：①將“開發(fā)工具” 選項卡中的“設計模式”關閉。②將該Excel文件啟用宏及激活ActiveX控件功能。這些內容是Excel文件的基本操作，在此不再贅述。
11.測試參數驅動是否正確執(zhí)行
修改參數，點擊“更新按鈕”，SolidWorks中的模型會即時更新，注意SolidWorks中模型要處于打開狀態(tài)。可以看到，只需要修改“長”這一個參數，便可以驅動SolidWorks中長方體的3個尺寸變換，如圖13所示。
12.將驅動文件嵌入到SolidWorks的活頁夾
最后，可以將相關文檔嵌入到SolidWorks的活頁夾，具體方法是：右鍵點擊SolidWorks的活頁夾，選擇“添加附加件”，選中需要添加的文件即可(可采用鏈接或嵌入方式均可)。
至此，這種借助SolidWorks宏功能以及Excel控件等方法的表格驅動詳細介紹完了。在采用這種方法的時候，要想獲得更好的效果，一定要清楚要解決的問題的具體情況，并理解該方法針對參數設置關鍵地方。其關鍵點是：大量需要做的工作是提煉獨立變量，將其他變量通過某種關系表達出來，而表達的方法具體有很多種，可以靈活處理。比如本例，全部變量有3個(長、寬和高)，表格傳遞給SolidWorks模型的變量是2個(長和寬)，而通過手工調整的獨立變量只有一個(長)。那么一個獨立變量如何實現三個變量聯動呢?本例中，將一個變量“寬”與“長”建立關聯，在表格中通過關系 式體現，將另一個變量“高”與“寬”關聯，在SolidWorks的方程式中體現。當然，“高”、“寬”與長的關系，可以都放在SolidWorks的方程式中，這樣表格只需要傳遞“長”這一個變量;也可以都體現在表格中，那么表格需要傳遞全部三個變量給SolidWorks。
上述方法可直觀方便地維護數量繁多、關系復雜的產品參數，不過可以作為變量的僅僅是尺寸，如果產品改型涉及到幾何拓撲或零部件替換的問題，就不那么容易維護了。
令人振奮的是，SolidWorks2011版解決了這個問題。在參數化功能增強方面，其方程式功能增加了壓縮和解壓縮的操作(圖14)，可以方便地維護產品幾何拓撲的變化。這個功能的巧妙利用，使參數化設計提升了一個級別，即實現設計自動化的功能。同時，其新功能支持記事本的參數讀入，該功能使設計者可以設置全局變量，驅動多個零部件的參數。
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