摘 要

随着CAD技术在产品装配中的广泛应用，企业设计人员在使用SolidWorks软件设计装配体时，发现设计过程中手动添加配合关系过多，装配过程中存在着大量重复的操作，计算机加载大型装配体时间长，这些因素严重拖慢了设计周期，导致大量的人力、财力的浪费，企业的发展也受到了抑制。为解决这个问题，本文以SolidWorks为开发平台，使用C#编程语言为开发工具，设计开发了一个3D 数模智能装配功能。使用该功能，当进行工艺方案 3D 数模装配的时候，只需从标准件库或者参数化库中插入零件，插入的零件可以智能“吸附”在已有零件上，完成装配。设计者只需要选择待装配的两个零件、两零件的哪两个位置进行装配，则系统自动完成装配过程，无需手动定义装配约束关系。这个功能极大地缩短了装配周期，提高了装配效率。

关键字：智能装配；SolidWorks；二次开发；C#；

Abstract

With the wide application of CAD technology in products assembly, designers in the enterprises has found that there are too many mate-relationships which need to be added manually in design process and too much repetitive operation in assembly process and that it costs plenty of time to use the computers to load large assemblies when they use SolidWorks to design assemblies. Those factors above have severely delayed the design cycle, which leads to a large amount of human and financial waste and limits the development of the enterprises. In order to solve this problem, the thesis adopts C# programming language as a development tool to develop a 3D model for intelligent assembly function based on SolidWorks platform. By using this function, the designer simply needs to insert parts from standard parts library or parametric library during the assembly process of using 3D model in process plan, and then the parts that are inserted would be “stuck” intelligently to the original parts to complete the assembly process. As long as the designers chooses two parts which would be assembled and two positions in the two parts where they would assemble the two parts, the assembly process would be completed automatically without the need to define the assembly constraint relations manually. This function would greatly shorten the assembly cycle and improve the assembly efficiency.

Keywords: Intelligent Assembly；SolidWorks；Secondary Development；C#；

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 课题研究的目的及意义 2

1.3 国内外研究现状 2

1.4 课题研究的主要内容 3

1.5 论文工作的主要内容 3

第2章 智能装配系统设计方案的确定 5

2.1 技术基础 5

2.1.1 开发平台的配置 5

2.1.2 宏录制 5

2.2 开发工具的选择 5

2.3 智能装配的需求分析 6

2.3.1 装配需求 6

2.3.2 智能装配过程 6

2.4 智能装配的基本原理 7

2.4.1 装配特征的定义表达 8

2.4.2 装配特征组的定义规则 8

2.5 智能装配的开发流程 10

第3章 智能装配的设计思想 12

3.1 智能装配特征组 12

3.1.1 智能装配特征定义的基本要求 12

3.1.2 智能装配特征的定义与表达 12

3.2 智能装配过程的实现 13

3.2.1 最邻近装配点的捕捉 14

3.2.2 装配的方向性检查 15

第4章 基于SolidWorks二次开发的智能装配系统实现 17

4.1 定义零件装配基准 17

4.2 智能装配 18

4.2.1 反向 19

4.2.2 浮动 21

4.3 装配失败时的信息反馈机制 21

第5章 总结与展望 23

5.1 总结 23

5.2 展望 23

参考文献 24

致谢 25

绪论

随着计算机的普及与应用，制造业已经逐渐从传统的依靠纸质文档设计、管理转变到利用 CAD/CAPP/CAM/CAE 等进行设计，以及使用 PDM/ERP 等进行管理的阶段。计算机辅助设计（Computer Aided Design）便是在这个阶段中应运而生的一门新兴技术，结合了计算机科学与工程设计学科，是计算机科学中最具有影响力的应用技术之一。

课题研究的背景

CAD技术在当今这个信息化时代的迅猛发展和普遍应用，改变了传统的产品设计方法与企业的生产模式，极大地促进了制造业的发展。近年来，制造业的整体水平已经成为用来衡量一个国家创造水平、竞争力及综合国力的重要标准。由于经济全球化和全球产业结构重组，我国逐渐成为制造业大国，以高消耗、低附加值处于价值链和技术链的低端产品占据了世界^[1]，工业增加值排名世界第四，约为美国的1/4、日本的1／2，与德国接近，制造业作为我国的经济发展的支柱产业，是一个国家实现信息化、工业化的动力源头，因此我国的尴尬地位俞待改善，这就需要我国制造技术的提高，且我国的人均生产力水平远远落后于发达国家，据统计数据显示仅是美国的 1/25，日本的 1/26，德国的 1/20 ^[2]。CAD技术的应用旨在改善我国制造业落后于发达国家的现状，增强企业快速针对市场变化开发出新产品的能力，提高企业竞争力，为企业带来巨大的经济效益。与此同时，我们国家正在寻找解决办法，制定相关策略，“中国制造2025”战略的提出使我国实现制造大国向制造强国发展，实现伟大复兴的中国梦。为了使制造业向现代化推进，美国制定了“先进制造业国家战略计划”、日本成立了“科技工业联盟”、英国实施了“工业2050战略”。所以利用信息技术来推进制造业的发展成为当下研究的热点。

SolidWorks凭借其最优的性价比，发展成为我国市场中最常用的三维设计软件之一。其主要特征是功能完善、易学易用和技术创新。SolidWorks所具备的这些优点使之成为机械制造行业设计人员最青睐的三维设计软件。相比其他软件，他为我们减少设计过程中可能会出现的错误，甚至可以为我们提供设计方案帮助我们设计，这也为提高产品质量做出了巨大的贡献。虽然SolidWorks有着如此强大的功能，但它操作使用起来一点也不麻烦。恰恰相反，SolidWorks以其操作方便简单，容易上手而被广泛应用，其应用面也非常广。他所独有的拖拽功能使得用户可以在较短的时间内完成大型装配，它还可以帮助我们进行装配过程的仿真，产品的设计周期得以缩短，提高了企业的生产效率。设计资源管理器帮助我们方便地管理文件，在实际使用中帮助我们便捷的管理资源，一定程度上节约了时间，提高了效率。SolidWorks同时还为用户提供了可以对其进行二次开发的接口，提供数百个API函数，帮助用户对其进行二次开发，用户可以使用高级语言，根据自己的需求，来开发出满足企业实际生产需求的独特的功能。

课题研究的目的及意义

李克强总理曾在2015年的工作报告中指出：要实施“中国制造2025”，加快从制造大国向制造强国的转变。“中国制造2025”的目标是：经过10年的努力，到2025年，中国制造业整体水平大幅度提高，大幅度加强创新能力，全国人名劳动生产率显著提高，中国制造业具备国际上领先的智能水平、服务水平和环保水平，中国制造业逐步步入世界水平的前列。