基于THsPartBuilder常用结构的参数化设计

　　PCCAD是基于AutoCAD 平台的专业化软件，是机械设计人员最常用的绘图工具，功能非常强大，ACAD因缺乏常用结构图形库而影响绘图效率，所以PCCAD软件中通过二次开发增加了大量的结构图素，以往的开发模式都是通过AutoCAD ADS、ARX、LISP、VBA 等方式对机械图形中的常用结构进行参数化设计，开发者要完成从用户交互界面、参数计算到最终图形绘制的所有过程，要求程序开发者不断懂得专业知识，而且还要有相当的图形编程的经验。本文提出在ACAD环境中，通过THSPB参数化技术思想快速开发常用结构的参数化的解决方案。由于常用结构的开发方式类似，便以轴类零件中键槽结构的主视图和剖面图为例，讲述了THSPB 零件库的构建方法、利用THSPB的二次开发方式来开发用户界面的过程和定制实现最终图形的过程。

　　AutoCAD 作为应用最广泛的绘图软件，基于AutoCAD 环境下的二次开发的PCCAD的功能非常强大。PCCAD中提供了大量的常用结构的参数化设计功能，如工艺沟槽就有十几种形式。但是，用户在使用过程中由于专业不同，需要将本专业一些常用结构图形入库，减少每次重复绘制的工作。如果全部通过编程思想的话，需要用户不但掌握编程语言，而且还需要图形几何的数学运算、图形绘制方法等复杂的技术细节，通常情况下大量的精力耗费在编码上，而不是理解专业需求上。THSPB是运行于PCCAD的专业化参数化绘图软件，分为定制端和调用端，本文采用THSPB参数化建库技术，不需要任何编程过程，针对各类零件特点的常用结构，如轴类零件的键槽、带轮槽、密封圈槽、移出剖面图和局部放大图等，快速实现了对常用结构的参数化绘图。绘图人员只要输入要求的参数或选择相应系列的值，就可以自动生成对应图形，简单方便实用。由于常用结构的编程过程非常相似，下面就以键槽为例，讲述通过THSPB参数化设计及绘图过程。

　　1 参数选择

　　键槽是轴类零件上常见的结构，通过对图1和图2 的比较可见，只要图2 中5 个参数给定，就可将键槽的主视图和剖面图确定下来。而且，根据标准GB/T1095-2003的规定，参数中的b、t 是由轴径d决定的，那么，d 应该是一级参数，d给定后就能确定l、t的值。两个参数b、t 受约束于参数d ，这部分任务通过THSPB自动来完成。因此，经过分析可知，绘图人员只要选择参数d、l的数值就能快速简洁地完成(图2)了。

　　图1 轴的零件图

　　图2 轴上绘出常用结构键槽之后的零件图

　　2 入库方法

　　2. 1 分析结构，建立键槽参数表

　　普通平键及键槽使用参数如图4 所示。

　　图 4 普通平键及键槽参数

　　2. 2 分析结构，建立键槽特征点表

　　为了便于分析零件结构，可以预先绘制一张草图，如图5 所示，标记每一个特征点，根据特征点与结构参数的关系，调用非常灵活的表达式生成器，逐个定义特征点的坐标和参数之间的表达式。特征点草图并不是必须的，只是为了便于分析方便而绘制的。零件特征点草图如图5所示，表达式生成器界面如图6所示，特征点表达式定义如图7 所示。

　　图5 零件特征点草图

　　图6 表达式生成器界面

　　图7 特征点表达式定义

　　2. 3 建立键槽尺寸系列值文件

　　普通平键及键槽尺寸如图8 所示。

　　图8 普通平键槽尺寸

　　完成以上的步骤后，就已经完成了普通平键键槽的基础性工作，在这些过程中，可以看到，只要能够具备基本的CAD几何知识，就可以熟练地进行定义和入库，不需要任何编程语言。THSPB的确是开发各种CAD应用图形系统的理想工具，功能灵活，易于学习和操作。

　　2. 4 实体的定义部分

　　零件实体的定义就是根据零件，找出其中的基本图元，根据结构参数和特征点构造图元，可以称之为实体建模的过程，在THSPB中提供了涵盖所有实体类型的基本定义，也提供了诸如镜像、拷贝、旋转、阵列、子零件等辅助建模手段，通过不同的界面显示出来，用户可以对零件上的任意实体、参数、视图等进行控制，编辑及修改。在本例中，实体构成比较简单，对于更复杂图形的处理过程完全与此例一样。

　　实体定义完成后，还可在零件中定义任意数目的视图，在本例中，我们只需要普通平键槽的主视图和剖面图，所以定义了两个视图。可以看到，通过视图定义，THSPB不仅能处理单个视图，同样也可以两视图或三视图、多视图表达的图形。

　　普通平键键槽实体定义如图9所示。

　　图9 普通平键键槽实体定义

　　3 出库方法

　　完成入库定义后，普通平键键槽就存放到THSPB零件库中，出库绘制时候由THSPB绘制程序自动得到所有的参数和实体定义信息，进行几何求解，构造图形，自动绘制出所设想的图形来。图10 是THSPB在PCCAD环境中的参数选择、出库界面。

　　图10 普通平键键槽出库绘制界面

　　如果不想通过图10的出库界面，可以选择不同的出库方式，比如通过定义ACAD菜单，也可以采用命令行方式，THSPB针对PCCAD专门提供PC_SPART_CMD_OUT命令，其功能就是在ACAD命令行中，通过逐句询问的方式实现系列化零件的出库功能。

　　4 深化应用

　　在THSPB中，对所有入库图形提供了统一的管理、维护、出库界面和实现。如果用户对出库方式和界面还有个性化需求，可以利用THSPB的二次开发接口定义更加专业化的界面，如图11。鉴于在CAD使用中很多用户积累了大量的LISP算法，所以在THSPB中不但提供了基于COM的接口类型，而且也提供了LISP函数形式的接口，以下就是LISP实现方式：

　　(setq hr (PC_sPart_Engine_Init))

　　(setq hr (PC_sPart_Engine_OpenPart "常用资料.ini" "基础图形库" PartID))

　　(setq hr (PC_sPart_Engine_SetParaOList ParamList))

　　(setq hr (PC_sPart_Engine_StartDraw))

　　图11 常用结构的用户自定义界面

　　5 结束语

　　本文所实现的对常用结构的参数化设计，是在PCCAD 环境下，利用THSPARTBUILDER 这种系列化零件设计系统的参数化功能完成的。界面简洁，简单易用，通过简单定义就可以完成参数化设计绘图的工作，同时也可以选择二次开发定制更加专业化的交互界面，这样就使得产品设计人员也能参与到以往编程才能实现的技术改进中，从而也能节省更多时间专注于专业产品的设计，而无需考虑零件的复杂绘制过程。

　　在设计绘图过程中，有意识的将形状规格类似的图形结构形成参数化模块，可以减少绘图人员的查阅标准的时间，减轻绘图工作量，提高出图速度，并且可以避免在绘图和查表的交错进行中产生的失误，具有一定的实用价值。