副標(biāo)題#e#    CAD 軟件在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，大量二次開(kāi)發(fā)的需求隨之產(chǎn)生，根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出一套專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件成為眾多企業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)的迫切要求。

    PRO/ E，AutoCAD，SolidWorks 和SolidEdge 等著名CAD 設(shè)計(jì)軟件都提供了良好的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，基于這些軟件的二次開(kāi)發(fā)產(chǎn)品滿足了各種企業(yè)和行業(yè)的設(shè)計(jì)需求，然而這樣的軟件產(chǎn)品卻往往會(huì)遇到以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

    （1）專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)

    企業(yè)往往無(wú)法在現(xiàn)有CAD 軟件中找到適合自己行業(yè)的零件庫(kù)，在此情況下便產(chǎn)生了二次開(kāi)發(fā)的需求，因此二次開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的零部庫(kù)一般都是針對(duì)某個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)。這樣的零部件庫(kù)日后很難從軟件市場(chǎng)上得到升級(jí)和補(bǔ)充，例如空氣分離設(shè)備行業(yè)，全國(guó)只有近百家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠商，現(xiàn)在CAD 廠商通常不會(huì)為這樣的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域企業(yè)設(shè)計(jì)完善的零部件庫(kù)。

    （2）保密性高

    企業(yè)的設(shè)計(jì)軟件充分體現(xiàn)了企業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這樣的二次開(kāi)發(fā)軟件具有很強(qiáng)的保密性。為了防止技術(shù)資料泄漏并保持同行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，企業(yè)往往非常慎重地選擇軟件開(kāi)發(fā)伙伴，這樣就為日后維護(hù)帶來(lái)很大的困難。以空氣分離設(shè)備行業(yè)為例，該行業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻低，擁有核心技術(shù)的人員可以很容易地組建新的生產(chǎn)企業(yè)，因此資料的保密是關(guān)系到企業(yè)生存的大事。如何在保密的情況下，長(zhǎng)期維護(hù)和升級(jí)軟件成了企業(yè)面臨的新問(wèn)題。

    （3）設(shè)計(jì)變動(dòng)頻繁

    企業(yè)產(chǎn)品要更新?lián)Q代，進(jìn)而帶動(dòng)零部件庫(kù)的更新和程序設(shè)計(jì)流程的變化。從企業(yè)需求角度而言，創(chuàng)新設(shè)計(jì)是企業(yè)賴以生存的基石，設(shè)計(jì)變動(dòng)將頻繁發(fā)生；而從軟件的角度來(lái)說(shuō)，涉及變動(dòng)嚴(yán)重威脅了軟件的壽命，任何改動(dòng)都可能導(dǎo)致既有軟件功能完全喪失。如果對(duì)每次設(shè)計(jì)變動(dòng)都要聯(lián)系軟件設(shè)計(jì)企業(yè)，必然造成無(wú)謂的二次投資，而對(duì)于軟件企業(yè)更改原有軟件帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)往往是驚人的。

    如何解決這些問(wèn)題成了企業(yè)發(fā)展創(chuàng)新道路上的新困難，由此產(chǎn)生了企業(yè)三次開(kāi)發(fā)的需求———企業(yè)在有限的軟件開(kāi)發(fā)能力之下，不必支付大量的維護(hù)升級(jí)成本就能自主進(jìn)行三次開(kāi)發(fā)，讓軟件適應(yīng)企業(yè)日益增長(zhǎng)的設(shè)計(jì)需求。

    將以SolidWorks 為例，結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，探討在二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中充分考慮用戶三次開(kāi)發(fā)需求而進(jìn)行的若干改進(jìn)和嘗試，從而保證用戶在軟件交付使用后仍然能夠自行升級(jí)和維護(hù)該軟件。

1 SoIidWorks三次開(kāi)發(fā)的四種方法

    SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)通常是利用SolidWorks 公司提供的功能齊全的API 函數(shù)庫(kù)，使用Visual C ++ 或者Visual Basic 語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成的。這樣的工作對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，而一旦二次開(kāi)發(fā)軟件交付用戶使用，理解和修改代碼的工作對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)將變得十分困難。下面的討論就是基于用戶只具有基本的計(jì)算機(jī)操作能力，沒(méi)有軟件開(kāi)發(fā)能力的前提之下，如何繞開(kāi)代碼修改，仍能夠?qū)Χ伍_(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行補(bǔ)充和升級(jí)的四種方法，以滿足企業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的需要。

    這四種方法分別是：

    （1）使用配置的方法建立零部件庫(kù)；

    （2）使用和解除約束方程；

    （3）使用壓縮的方法處理不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問(wèn)題；

    （4）使用Access 數(shù)據(jù)庫(kù)便于用戶修改。

    1.1 使用配置的方法建立零部件庫(kù)

    二次開(kāi)發(fā)中建立零部件庫(kù)有兩種方法：

    （1）編程實(shí)現(xiàn)

    SolidWorks 提供了完整的API 函數(shù)，調(diào)用接口函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)各種繪圖功能。以實(shí)現(xiàn)一個(gè)圓柱系列化為例，其步驟如下：

    ①使用ModelDoc 對(duì)象中的CreateCircle2 函數(shù)即可按照制定的圓心和圓周上一點(diǎn)繪制圓形。使用PartDoc 對(duì)象中的FeatureExtrusion3函數(shù)進(jìn)行拉伸，得到一個(gè)圓柱。

    ②在數(shù)據(jù)庫(kù)（如SQLServer）中建立一組不同規(guī)格的圓的直徑表。

    ③使用ODBC 或者JDBC 建立程序和數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，調(diào)用不同的直徑值在SolidWorks 中生成不同尺寸的圓柱形。

    這樣就完成了對(duì)一組圓柱零件庫(kù)的程序驅(qū)動(dòng)。

    （2）使用配置實(shí)現(xiàn)

    配置（Configurations）是SolidWorks 中實(shí)現(xiàn)零部件庫(kù)的一個(gè)重要方法，它可以在單一的文件中對(duì)零件或裝配體生成多個(gè)設(shè)計(jì)變化。配置提供了簡(jiǎn)便的方法來(lái)開(kāi)發(fā)與管理一組有著不同尺寸、零部件或其他參數(shù)的模型，它是通過(guò)插入系列零件設(shè)計(jì)表實(shí)現(xiàn)的，SolidWorks 內(nèi)嵌Excell 表以支持此功能。

    如圖1 所示，對(duì)于“管子”零件有兩個(gè)參數(shù)是系列化的，即管子外徑和管子壁厚。對(duì)于每一個(gè)公稱通徑，如當(dāng)前配置DN57，都有一組管子外徑57mm（管子外徑@ 草圖1）和管子壁厚3. 50mm（管子壁厚@ 拉伸-薄壁1）與之對(duì)應(yīng)。如此形成一組DN10-DN400 的配置就形成了管子的零件庫(kù)。

 

    與方法一相比，這樣生成的零件庫(kù)可以巧妙地繞開(kāi)程序，用不同的配置代替了程序?qū)L圖參數(shù)的控制，用Excell 表代替了數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。在軟件交付使用后，工廠設(shè)計(jì)人員可以很方便地通過(guò)簡(jiǎn)單的修改Excell 表來(lái)增加和減少庫(kù)中零件數(shù)量，有效地保證了零件庫(kù)的可維護(hù)性。

    除此之外，一個(gè)更突出的優(yōu)點(diǎn)是：增加或者減少配置參數(shù)的操作簡(jiǎn)便。如在圖1 表格中增加一列“ 管子長(zhǎng)度”，即對(duì)應(yīng)每個(gè)配置都增加一個(gè)相應(yīng)的管子長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，這樣的操作在方法一中必須通過(guò)修改程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，而在方法二中則直接對(duì)Excell 表進(jìn)行簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操作即可完成。

    1.2 使用和解除約束方程

    零部件在繪制過(guò)程中經(jīng)常會(huì)有一些數(shù)學(xué)上的約束關(guān)系，仍然以圖1 管道為例。該段管路中有兩個(gè)彎頭，按照設(shè)計(jì)要求，彎頭的半徑應(yīng)該是管道直徑的1. 5 倍，如圖2 所示，管道當(dāng)前配置為DN50，對(duì)應(yīng)的管道直徑為57mm，相應(yīng)彎頭半徑為85. 5mm。