基于SolidEdge的二次开发技术

　　一、引言

　　Solid Edge是EDS公司推出的普及型主流CAD软件包，是EDS PLM系统的一个分支。基于特征的参数化、变量化设计技术，使其操作方便，简单易学。此外，Solid Edge还为用户提供了采用标准Windows“对象链接与嵌入(OLE)”技术和“部件对象模式(COM)”技术的应用程序接口，开发者和用户能够通过使用Visual Basic、Visual C++以及任何一种支持ActiveX Automation技术的工具，对Solid Edge进行二次开发，来适应用户的一些特殊要求，减少重复性建模制图工作，全面扩展Solid Edge的功能或将其功能集成到客户应用程序中，以实现Solid Edge的完全客户化。本文介绍了基于ActiveX Automation技术开发Solid Edge的基本原理。

　　二、 ActiveX Automation技术与Solid Edge的对象层次结构

　　1. ActiveX Automation技术

　　ActiveX Automation是Microsoft公司提出的一个基于COM的技术标准，以前被称为OLE技术，其宗旨是在windows系统的统一管理下，协调不同的应用程序，准许这些应用程序之间相互沟通、相互控制。它通过在两个程序间安排对话，达到一个程序控制另一个程序的目的。其过程为：首先一个应用程序决定引发ActiveX Automation操作，这个应用程序自动成为C1ient，被它调用的应用程序成为Server。Server收到对话请求后，决定暴露哪些对象给 C1ient。在给定时刻，由C1ient决定实际使用哪些对象，然后ActiveX Automation命令被传给Server，由Server对命令作出反应。Client可以持续地发出命令，Server忠实地执行每一条命令，最后由Server提出终止对话。

　　这里将So1id Edge理解为一个服务程序(Server)，而二次开发出来的程序为客户程序(C1ient)。用户只要在客户程序上进行操作，客户程序将驱动So1id Edge完成相关的工作，用户无需全面掌握Solid Edge。

　　2.So1id Edge的对象层次结构

　　对象之间通过被称为对象模型或对象层次结构的形式相互联系。So1id Edge的对象层次结构可以描述为自上而下的树结构，其根节点对象就是一个应用。So1id Edge拥有4种工作环境：零件(Part)、钣金(Sheet Metal)、装配(Assembly)和工程图(Drdt)。其中，零件和钣金共用一个对象层次结构，而装配和工程图分别拥有各自独立的层次结构。根节点作为应用对象，是惟一一个允许开发程序直接访问的对象，可以也只能通过该对象才能访问其下级的所有对象。图1所示为装配环境的简单对象层次结构， Application指Solid Edge应用程序，Documents是一个集合对象，它包含了前面所提到的四种工作环境。要访问某一工作环境，首先必须得到它的文档对象 (Document)。这里为了进入装配环境，用到了装配文档对象AssemblyDocument。

　　图1 简单对象层次结构

　　三、 ActiveX Automation应用方法

　　1.引用Solid Edge类型库

　　Solid Edge通过类型库提供了大量的内部功能，以便于从Visual Basic(以下简称VB)等开发工具中，通过ActiveX Automdion访问这些功能。Solid Edge提供的类型库包括：Assembly.tlb(装配类型库)、constant.tlb(常数类型库)、Drdt.tlb(制图类型库)、 propauto.dll(文件属性对象库)、framewrk.rlb(框架结构类型库)、geometry.tlb(几何类型库)、part.tlb (零件和板金类型库)等。若以VB作为开发工具，首先必须在其环境中引用Solid Edge的有关类型库，才能通过ActiveX Automation访问Solid Edge提供的主要对象。在VB的集成环境中，通过“工程”菜单中的“引用”命令，将所要用的库选中，即可调用对应的类型库(图2)，并且可以在VB的对象浏览器中查看对象库、类型库、类、属性、方法以及事件(图3)。

　　图2 选中所需要的库

　　图3 VB的对象浏览器

　　2.调用Solid Edge应用程序

　　当选择VB为一个支持ActiveX Automation的应用程序进行编程开发时，就必须和该程序进行通讯。Solid Edge提供的应用对象(Application)为实现这种通讯提供了可能。应用对象是惟一一个允许Visual Basic程序直接访问的对象，它位于层次结构树的顶部，可以也只能通过该对象才能访问其下级的所有其他对象。

　　VB提供了两个函数调用Solid Edge：CreateObject和GetObject。

　　Dim objApp as Object

　　Set objApp=CreateObject(“SolidEdge.Application”)

　　Set objApp =GetObject(“”,“SolidEdge.Application”)

　　两个语句都创建不可见的Solid Edge应用对象。

　　下面的语句使用GetObject连接到已经存在的Solid Edge实例：

　　Set objApp=GetObject(,” SolidEdge.Application”)

　　该语句会搜索已经存在的Solid Edge实例，如果找到，变量objApp指向该实例;否则，命令失败。

　　在使用CreateObject或者GetObject来驱动Solid Edge的应用时，该应用不会自动创建文档对象，必须使用文档集合对象的Add方法来建立一个文档对象。Add方法是有参数的，该参数用于确定所创建的文档对象的类型或者使用的模板。如果参数为空，程序会提示用户选择一个模板。下面语句的功能是在新建的应用中建立一个零件文档对象：

　　Set objApp=GetObject(,” SolidEdge.Application”)

　　Set objDocument=obj App.Document.Add(“SolidEdge. PartDocument”)

　　要将一个Solid Edge的应用实例从内存中移除，则需要使用应用对象的Quit方法：

　　ObjApp.Quit

　　3.创建轮廓

　　和交互环境创建特征一样，绝大多数特征需要先定义二维轮廓，再向空间拉伸形成特征。而轮廓的创建往往是在一个平面上进行的，所以首先要定义参考平面。定义参考平面的方法有以下几种：

　　AddParallelByDistance(重合或平行平面);

　　AddParallelByTangent(相切平面)

　　AddAngularByAangle(倾斜或垂直平面);

　　AddNormalToCurve和AddNormalToCurveAtDistanse(法线方向平面)。

　　例如，下面语句就创建了一个与ParentPlane平面平行的参考平面objRefPlane。

　　Set objRefPlane=objRefPlanes. AddParallelByDistance(ParentPlane, Distance,_ NormalSide,Local)

　　创建好参考平面后，便可在参考平面上创建二维轮廓。一个轮廓由若干个线框因素构成，如果轮廓包括不止一个因素，则这些元素必须首尾相连，可以通过在元素端点之间增加关系来实现。二维轮廓的创建步骤如下：

　　(1)创建空的轮廓对象(Profile object);

　　(2)利用Solid Edge提供的直线和圆弧等对象来绘制轮廓图;

　　(3)利用Relations2d集合对象设置集合图形之间的关系;

　　(4)设置必要的尺寸;

　　(5)使用End方法验证轮廓的有效性。

　　4.创建特征

　　在PartDocument环境下，利用模型集合(Models)中的不同方法对以创建的轮廓进行AddExtrudedProtrusion(拉伸)、AddRevolvedProtrusion(旋转拉伸)、AddBaseHelix(螺旋拉伸)等操作创建出基本模型对象(Model)，再利用每个基本模型对象的Chamfers(倒角)、rounds(倒圆) 、Holes(孔)、Thins(抽壳)等对象集合中的Add方法创建出后续的特征。

　　例如，语句“Set objModel = objDoc.Models. AddFiniteExtruded Protrusion(1, objProfile, both, 0.05)”表示将objProfile几何轮廓对象双向拉伸50mm创建出基本拉伸特征objModel。

　　语句“Set objChamf=objModel. Chamfers. AddEqualSetback(2, objEdge, 0.005)”表示对拉伸体objModel的objedge边集合进行回切值为5mm的等边倒角。

　　5. 装配零件

　　在装配文档(AssemblyDocument)中，一个装配体就是一个零部件的集合(Occurrences)。向装配图中加入零件分为两步：第一步，利用零部件集合提供的AddByFilename方法添加一个零部件(Occurrence)。语句“Set objOccurrence=objAssmDoc. Occurrences.AddByFilename("D: chead.par")”就是表示向Occurrences装配体中加入D盘下的零件chead。第二步，删除加入装配体的零件的三维关系，并设置其新的三维关系。可以通过两个集合访问装配关系对象：AassemblyDocument对象中的Relations3d集合和每个零件对象的 Relations3d集合。零件的三维关系共有五种类型：AxialRelation3d用来定义回转面之间的关系;GroundRelation3d 用来定义固定关系;PlanarRelation3d用来定义两个平面间的关系，包括贴合和对齐;PointRelation3d用来定义装配中点与点的连接关系;AngularRelation3d用来定义两个对象之间的角度关系。

　　例如，删除加入装配体的零件(objOccurrence)的三维关系用语句：“Call objOccurrence. Relations3d (1).Delete”;将加入零件的孔(objReference Hole)和装配体中一个零件的轴(objReferencePole)对齐，用语句：“Set objPoleToHole = obj Doc.Relations3d.AddAxial(obj ReferenceHole, objReferencePole,_ False)”。

　　四、程序运行方式

　　用VB技术和Solid Edge二次开发接口开发的应用程序有两种运行方式：一是将应用程序作为可执行文件直接运行，由程序控制Solid Edge的调入和退出。二是将程序作为一条宏命令嵌入到Solid Edge中。具体方法是：在VB的“文件”菜单中选择“制作 .exe”，将应用程序编译生成ActiveX Automation程序。打开Solid Edge的“工具条”对话框，按照提示新建一个工具条，确定后在出现的“自定义”对话框中选择“宏”，单击“浏览”，找到刚才编译的EXE程序，拖放到新建的工具条上，并选择合适的图标。用户在Solid Edge环境下，只要点击该工具条即可运行程序。

　　五、开发实例

　　笔者用VB在Solid Edge平台上开发了一套注塑模标准模架的自动装配系统，图4为主界面。从对话框中选择零件及其尺寸规格，系统将读入参数数据，修改零件库中该零件的变量表，并存入指定文件夹。完成所有零件的选择后，系统将其自动装配在一起。

　　图4 自动装配系统主界面