李星霖程蓉基于SolidWorks軟件全參數(shù)機械制圖試題庫建設(shè)

深 圳 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計）題目: 基于 SolidWorks 軟件全參數(shù) 機械制圖試題庫建設(shè) 姓名: 李星霖 專業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)院: 機電與控制工程 學(xué)號: 2012110343 指導(dǎo)教師: 程蓉 職稱： 教授 2016 年 04 月 30 日深圳大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計） ，題目基于SolidWorks軟件全參數(shù)機械制圖試題庫建設(shè) 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明。除此之外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果。畢業(yè)論文（設(shè)計）作者簽名：日期： 年 月 日目 錄摘要 .51.引言 .51.1研究目的和意義 .51.2 SolidWorks二次開發(fā)技術(shù)的發(fā)展情況 .51.3 主要工作內(nèi)容 .61.4 論文安排 .61.5 本章小結(jié) .62.機械制圖題庫系統(tǒng)開發(fā)所用工具 .72.1 SolidWorks軟件 .72.1.1 SolidWorks 軟件介紹 .72.1.2 SolidWorks 應(yīng)用程序編程接口 .72.2 SolidWorks二次開發(fā)所用編程語言 .82.2.1 VB.NET.82.2.2 VB.NET和 VB6.0的區(qū)別 .82.3 開發(fā)環(huán)境 .82.3.1 Visual Studio介紹 .82.3.2 動態(tài)鏈接庫(DLL) .82.4 Microsoft Excel介紹 .92.5 本章小結(jié) .93. 機械制圖題庫系統(tǒng)的設(shè)計 .103.1 機械制圖試題庫系統(tǒng)功能的需求分析 .103.2 機械制圖試題庫系統(tǒng)所用素材的制作 .103.2.1 零件及裝配體模型的構(gòu)造 .113.2.2 題目預(yù)覽圖的創(chuàng)建 .113.2.3 題目參考答案的制作 .123.2.4 零件名字及其基本參考尺寸數(shù)據(jù)庫的建立 .133.3 機械制圖試題庫系統(tǒng)的程序界面設(shè)計 .133.4 本章小結(jié) .144. 機械制圖試題庫系統(tǒng)的實現(xiàn) .154.1 創(chuàng)建 SolidWorks插件 .154.1.1SolidWorks插件模板內(nèi)容介紹 .154.1.2修改 SolidWorks插件模板 .174.2 實現(xiàn)機械制圖試題庫系統(tǒng)操作界面功能 .194.2.1 添加引用、創(chuàng)建模塊及聲明全局變量 .194.2.2 試題列表自動生成模塊功能的實現(xiàn) .214.2.3 所選試題預(yù)覽圖和參考尺寸自動顯示模塊功能的實現(xiàn) .244.2.4 自動打開零件模型及工程圖圖紙模板功能的實現(xiàn) .274.2.5 參考答案彈出窗口的實現(xiàn) .304.3 本章小結(jié) .325. 機械制圖試題庫系統(tǒng)實例 .335.1機械制圖試題庫系統(tǒng)實例演示 .335.2本章小結(jié) .346. 總結(jié)與展望 .35參考文獻 .36致謝 .37Abstract.38基于 SolidWorks 軟件全參數(shù)機械制圖試題庫建設(shè)機械設(shè)計制造及其自動化（機電與控制工程） 李星霖學(xué)號：2012110343【摘要】“機械制圖”是工程與產(chǎn)品信息的載體， 是工程界表達、交流的語言。機械制圖這門課程理論嚴(yán)謹(jǐn)、實踐性強，是普通高等院校本科專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法、工程和創(chuàng)新意識。其中零件圖的表達是該課程的重點和難點，因此本文將針對零件圖的表達，開發(fā)一個題庫系統(tǒng)，供學(xué)生訓(xùn)練。本文以 Visual Studio 2010 為開發(fā)環(huán)境，VB.NET 為開發(fā)語言，結(jié)合 SolidWorks 的二次開發(fā)技術(shù)，開發(fā)一個機械制圖試題庫系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為 CAD 軟件 SolidWorks 的插件，為學(xué)生們在 SolidWorks 上練習(xí)零件圖的表達提供簡潔、方便的環(huán)境和操作界面。本系統(tǒng)旨在培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀標(biāo)準(zhǔn)零件圖樣的能力。機械制圖試題庫系統(tǒng)收錄有大量的各種類型的典型零件模型及標(biāo)準(zhǔn)零件圖表達圖樣，基于 CAD 軟件 SolidWorks 運行。用戶選擇任意零件模型，進入練習(xí)模式之后，能夠從任意角度觀察零件的特征。學(xué)生在SolidWorks 環(huán)境下完成自己的零件圖表達圖樣后，能夠調(diào)出系統(tǒng)中存有的標(biāo)準(zhǔn)答案進行對比，這方便學(xué)生完善、改進自己的表達方案，保證練習(xí)的質(zhì)量?！娟P(guān)鍵詞】機械制圖；試題庫；零件表達；SolidWorks 二次開發(fā)1.引言1.1 研究目的和意義“機械制圖”是高等工科課程中的一門重要的基礎(chǔ)必修課，該課程的重要任務(wù)之一是培養(yǎng)工程技術(shù)人員必備的繪圖、讀圖能力 1,2。工程圖樣被稱為“工程界的通用語言” ，其中，零件圖是用于表達零件結(jié)構(gòu)、大小及技術(shù)要求的圖樣，是加工和檢驗零件的依據(jù)，是生產(chǎn)部門的重要技術(shù)文件，是對外技術(shù)交流的重要技術(shù)資料，一張完整地零件圖應(yīng)該包含：（1）一組圖形；（2）全部尺寸；（3）技術(shù)要求；（4）標(biāo)題欄 3。由于缺乏實踐經(jīng)驗，其中“視圖表達”和“尺寸標(biāo)注”是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握零件圖的重點和難點，需要學(xué)生經(jīng)過大量的練習(xí)來樹立起工程零件的表達概念。 因此，本課題針對學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和實際的教學(xué)需求，結(jié)合 SolidWorks的二次開發(fā)技術(shù)，開發(fā)一套適用于學(xué)生的練習(xí)題庫系統(tǒng)，重點加強學(xué)生零件表達環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。1.2 SolidWorks 二次開發(fā)技術(shù)的發(fā)展情況至今為止，SolidWorks 的二次開發(fā)技術(shù)一般只用來實現(xiàn)一些簡單的功能，比如利用 SolidWorks的宏錄制功能，把一些常用的操作錄制下來，做成自動完成某些固定操作的宏，那么就能實現(xiàn)這些操作的自動化。也有更高級一點的應(yīng)用，就是借助 SolidWorks的 API，開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)零件庫，實現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)零件的自動生成。本文開發(fā)系統(tǒng)的原理類似于第二種情況。1.3 主要工作內(nèi)容系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程中進行的主要工作內(nèi)容有：（1）設(shè)計題庫系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和具體功能；（2）開發(fā)能引出試題庫主界面的 SolidWorks的插件；（3）收集制作作為零件表達題目的零件或裝配體模型，并把它們的名稱和長寬高尺寸記錄到數(shù)據(jù)庫；（4）用 SolidWorks的模型顯示功能調(diào)整零件或裝配體模型的視圖，使之更加清晰鮮明。然后進行截圖，把截取到的圖形進行一定處理后作為每道題目的預(yù)覽圖；（5）根據(jù)機械制圖中表達零件視圖的基本原理和要求，為每個零件或裝配體模型繪制參考表達方案，并以圖片的形式保存在參考答案庫中。（6）根據(jù)機械制圖的國家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，繪制幾張一定圖幅的圖紙模板，保存在圖紙模板庫中。1.4 論文安排第一章介紹本論文研究的背景、內(nèi)容以及它的目的和意義；第二章介紹本機械制圖試題庫系統(tǒng)開發(fā)過程中用到的工具和使用的編程語言；第三章介紹系統(tǒng)的設(shè)計過程，包括系統(tǒng)功能的需求分析、系統(tǒng)調(diào)用的資源庫的制作和系統(tǒng)界面的設(shè)計；第四章介紹如何創(chuàng)建 SolidWorks插件以及系統(tǒng)功能模塊的具體實現(xiàn)過程；第五章演示系統(tǒng)的使用情況；第六章對本文的工作進行了總結(jié)與展望。1.5 本章小結(jié)本章主要介紹了本論文研究的內(nèi)容、意義和目標(biāo)，還介紹了 SolidWorks二次開發(fā)的發(fā)展?fàn)顩r，最后對論文的安排進行了說明。2.機械制圖題庫系統(tǒng)開發(fā)所用工具2.1 SolidWorks 軟件2.1.1 SolidWorks 軟件介紹SolidWorks是一個應(yīng)用于實體造型領(lǐng)域的，計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助工程（CAE）軟件，在 Microsoft Windows操作系統(tǒng)上運行。它是由達索系統(tǒng)公司發(fā)布的，根據(jù)官方的說法，在 2013年有超過 200萬的工程師和設(shè)計師在超過十六萬五千個公司中使用他們的產(chǎn)品 4。該軟件功能強大，操作簡單、易學(xué)，并能很大程度滿足設(shè)計者的設(shè)計意圖。因此，近年來國內(nèi)有越來越多公司和個人把 SolidWorks作為他們的主要設(shè)計工具。本系統(tǒng)的開發(fā)針對目前較新，而且穩(wěn)定的 SolidWorks 2014。2.1.2 SolidWorks 應(yīng)用程序編程接口應(yīng)用程序編程接口（API）是一些預(yù)先定義的函數(shù)，目的是提供應(yīng)用程序與開發(fā)人員基于某軟件或硬件得以訪問一組例程（某個系統(tǒng)對外提供的功能接口或服務(wù)的集合）的能力，而又無需訪問源碼，或理解內(nèi)部工作機制的細(xì)節(jié)。 SldWorks對象是應(yīng)用程序?qū)ο?，代?SolidWorks程序，它是在 SolidWorks API對象層次結(jié)構(gòu)中的頂級對象；在 SolidWorks對象層次中的所有其它對象都處在 SldWorks的下方，可被直接或間接訪問；如果一個對象只能間接訪問，則必須從對象層次結(jié)構(gòu)中，比該對象具有較高級別的另一個對象，引用該對象；大部分的 SolidWorks API對象對應(yīng)于用戶界面的功能，然而，一些 SolidWorks的 API對象提供的功能只能通過 SolidWorks的 API訪問 5。SolidWorks 的對象層次結(jié)構(gòu)圖 1所示。圖 1 SolidWorks對象層次結(jié)構(gòu)2.2 SolidWorks 二次開發(fā)所用編程語言2.2.1 VB.NETVB.NET(Visual Basic .NET)是微軟于 2002年推出的一種多范式編程語言，基于.NET框架。隨著的 Visual C語言的推出，它成為面向.NET 框架的兩個主要語言之一。它適用的主要集成開發(fā)環(huán)境（IDE）是微軟開發(fā)的 Visual Studio。2.2.2 VB.NET 和 VB6.0 的區(qū)別 雖然 VB.NET一定程度上繼承了 VB6.0，并且它們都是以 BASIC語言為基礎(chǔ)的，但是它們還是具有很大的區(qū)別的，可以說是兩門完全不同的編程語言 6。VB.NET是完全面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，它在多線程和結(jié)構(gòu)化異處理方面較 VB6.0有了突破性的進步，使得該語言的功能也更加強大 7。VB6.0的開發(fā)環(huán)境是獨立的，使得它跟其它語言寫的代碼交互時效率不高。而 VB.NET與其它所有基于.NET 框架的語言共用一個開發(fā)環(huán)境，使得它在多語言編程時具有好得多的表現(xiàn)。另外，兩者的語法結(jié)構(gòu)也有很大的差異，比如在類和數(shù)組的定義上。2.3 開發(fā)環(huán)境2.3.1 Visual Studio 介紹Miscrosoft Visual Studio是一個來自微軟的集成開發(fā)環(huán)境（IDE） ，它被用于開發(fā)的Microsoft Windows系統(tǒng)下的計算機程序，以及網(wǎng)站，網(wǎng)頁應(yīng)用程序和網(wǎng)頁服務(wù)等； Visual Studio集成多種微軟軟件開發(fā)平臺，如 Windows API，Windows Forms，Windows Presentation Foundation，Windows Store 和 Microsoft Silverlight8。Visual Studio中支持不同的編程語言，并允許代碼編輯器和調(diào)試器（在不同程度上）支持幾乎所有的編程語言。內(nèi)置語言包括 C， C +，VB.NET，C和 F。對其他語言如Python和 Ruby，Node.js 等等的支持要求安裝單獨的語言服務(wù)。因為其強大的功能，它是現(xiàn)在非常流行的軟件開發(fā)工具。本系統(tǒng)開發(fā)使用的是目前非常穩(wěn)定和被廣泛采用的 2010版本。2.3.2 動態(tài)鏈接庫動態(tài)鏈接庫（或 DLL）是微軟的共享庫概念在 Microsoft Windows和 OS/2操作系統(tǒng)上的實現(xiàn)，這些庫文件通常具有諸如 DLL，OCX，或 DRV這樣的文件擴展名；DLL 文件和 EXE文件（可執(zhí)行文件）是基本相同的，只是一個 DLL文件是不可以直接執(zhí)行的，因為操作系統(tǒng)需要一個 EXE文件作為切入點來加載它 9。DLL文件是應(yīng)用程序的組件，程序在需要某個 DLL文件的功能的時候才加載它，這樣就能提高程序運行的效率。程序在需要升級某個功能模塊的時候，只需要更新實現(xiàn)該功能的 DLL文件即可，這有利于程序的升級維護。另外，很多 DLL文件可供不同的應(yīng)用軟件調(diào)用，這就提高了代碼的重復(fù)利用率，提高程序開發(fā)的效率。2.4 Microsoft Excel 介紹Microsoft Excel是 Microsoft Office的一部分，是微軟為 Windows，Mac OS X，Android和 iOS平臺開發(fā)的電子表格軟件，它一直是在這些平臺上被非常廣泛應(yīng)用的電子表格軟件，是電子表格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 10。它的特色包括計算能力、繪圖工具、數(shù)據(jù)透視表和宏編程語言（VBA） 。因為本文開發(fā)的系統(tǒng)要處理的數(shù)據(jù)不多，而且處理起來比較簡單，就選擇常用的 Excel 2010生成的 xlxs文件作為數(shù)據(jù)庫文件，而無需用到專門的數(shù)據(jù)庫軟件如 Microsoft SQL Server。2.5 本章小結(jié)本章介紹了試題庫系統(tǒng)開發(fā)過程中用到的工具，包括 SolidWorks 2014、VB.NET 2010、Visual Studio 2010 和 Microsoft Excel 2010，另外還介紹了幾個比較重要的概念，如API、DLL。3. 機械制圖題庫系統(tǒng)的設(shè)計3.1 機械制圖試題庫系統(tǒng)功能的需求分析需求分析在系統(tǒng)開發(fā)中占有重要的地位，因為顯而易見地，只有當(dāng)開發(fā)者明確了將要開發(fā)的系統(tǒng)需要有什么功能之后，才能開發(fā)出滿足需求的系統(tǒng)。系統(tǒng)功能需求分析不僅不會減緩系統(tǒng)開發(fā)的進度，恰恰相反地，通過這樣一個分析過程，開發(fā)人員能夠清楚地知道將要進行的工作的重點難點、主要次要問題，從而能夠把握好節(jié)奏和分寸，達到更快更好的效果。簡單美觀、操作便捷的系統(tǒng)界面是一個人性化的、用戶友好的軟件系統(tǒng)必須具備的因素。除此之外，一個成功的系統(tǒng)還應(yīng)該具有穩(wěn)定性、安全性、可靠性等方面的良好表現(xiàn)。下面將列舉本試題庫具體應(yīng)該滿足的功能要求。（1）為了方便用戶選取零件，在本系統(tǒng)主界面設(shè)置自動生成的零件列表； （2）為了讓用戶在進入零件表達練習(xí)之前對所選題目有一個形象直觀的認(rèn)識，題目被選定之時，同時在主界面顯示它的預(yù)覽圖；（3）為了簡化操作，增加系統(tǒng)的自動化程度。在用戶選擇了某個零件之時，還會在主界面顯示該零件的參考長、寬、高尺