1、基于Pr o/E二次開(kāi)發(fā)的連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)3陳樺1,2,范曉斌1,徐文杰1(1.陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,陜西,西安710021;2.西安工業(yè)大學(xué),陜西,西安710021摘要:論述了在Pr o/E W ildfire環(huán)境下,利用其開(kāi)發(fā)工具參數(shù)結(jié)合關(guān)系式功能來(lái)實(shí)現(xiàn)連桿參數(shù)化造型的方法,對(duì)菜單開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和U I對(duì)話框開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。利用Pr o/E二次開(kāi)發(fā)工具Pr o/T oolkit和族表開(kāi)發(fā)技術(shù),通過(guò)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)方式,成功實(shí)現(xiàn)了與Pr o/E W ildfire410系統(tǒng)集成的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)。關(guān)鍵詞:Pr o/Toolkit;族表;連桿;參數(shù)化設(shè)計(jì);二次開(kāi)發(fā)中圖分

2、類(lèi)號(hào):TP391.72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-9456(2009050111-03The Connecti n g Rod Param etr i c D esi gn Ba sed on the Secondary D evelop m en t of Pro/ECHE N Hua1,2,F AN Xiao2bin1,XU W en2jie1(1.College of M echanical&Electrical Engineering,Shaanxi University of Science&Technol ogy,Xian,Shaanxi710021,Chin

3、a;2.Xian University of Technol ogy,Xian,Shaanxi710021,ChinaAbstract:The method which used t o accomp lish para metric modeling of connecting r od was intr oduced under the Pr o/E W ildfire conditi on utilizing devel opment t ool para meters and combined with the functi on of relati ons.The key techn

4、iques of menu devel opment and the user interface dial og boxes were als o discussed.Thr ough dyna m ic link library method,the secondary devel opment of connecting r od para metric design syste m integrated with Pr o/E410was successfully realized by means of Pr o/ Toolkit and fa m ily table.Key wor

5、ds:Pr o/T oolkit;fa m ily table;connecting r od;para metric design;secondary devel opmentPr o/E W ildfire是美國(guó)PT C公司開(kāi)發(fā)的三維C AD/CAM系統(tǒng),尺寸驅(qū)動(dòng)、基于特征建模、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)是其獨(dú)有的特點(diǎn)1,它在三維零件設(shè)計(jì)和模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用2。連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)中傳遞動(dòng)力的重要零件,其型號(hào)種類(lèi)眾多,目前相關(guān)的研究主要集中在如何運(yùn)用三維CAD軟件進(jìn)行連桿零件的建模上,而運(yùn)用Pr o/E二次開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究相對(duì)較少。為此,文章應(yīng)用Pr o/E的開(kāi)發(fā)工具參數(shù)、關(guān)系

6、和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)接口對(duì)連桿零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),采用Pr o/T oolkit和族表相結(jié)合的二次開(kāi)發(fā)技術(shù),并以第三方編譯環(huán)境V isual Studi o2005為軟件平臺(tái),開(kāi)發(fā)基于Pr o/E W ildfire410的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快速、精確造型的目的,提高連桿零件的設(shè)計(jì)效率。1發(fā)動(dòng)機(jī)連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)特點(diǎn)連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)采用參數(shù)化模型,通過(guò)調(diào)整連桿的參數(shù)來(lái)修改和控制幾何形狀,從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)連桿零件的精確造型。這是一種以新的思維方式來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)建和修改設(shè)計(jì)的方法,與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比,其最大的不同在于它存儲(chǔ)了連桿設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程,能設(shè)計(jì)出一族而不是單一的連桿零件模型,且其設(shè)計(jì)結(jié)果是

7、包含設(shè)計(jì)信息的模型。這種方法能夠使工程設(shè)計(jì)人員不需要考慮細(xì)節(jié)而能盡快草擬連桿零件圖,并可以通過(guò)變動(dòng)某些連桿的約束參數(shù)而不必運(yùn)行連桿零件設(shè)計(jì)的全過(guò)程來(lái)更新設(shè)計(jì),因此能十分方便地創(chuàng)建在形狀或功能上相似的設(shè)計(jì)方案。應(yīng)用連桿參數(shù)化設(shè)計(jì),便于實(shí)現(xiàn)連桿的系列化設(shè)計(jì),可縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,減少重復(fù)設(shè)計(jì),節(jié)約研發(fā)成本;同時(shí)符合柔性制造技術(shù)的特點(diǎn),能快速響應(yīng)市場(chǎng)需求,極大地方便了不同零件產(chǎn)品的加工制造。文章采用零件三維模型與程序控制相結(jié)合的方式進(jìn)行連桿的參數(shù)化設(shè)計(jì),首先在Pr o/E環(huán)境下利用交互方式生成連桿零件三維模型,然后在已創(chuàng)建的零件三維模型基礎(chǔ)上,根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求采用族表技術(shù),以生成的三維模型為父零件

8、,建立一組可以完全控制三維模型形狀和大小的設(shè)計(jì)參數(shù)。參數(shù)化程序再針對(duì)該零件的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行編程,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的檢索、修改和根據(jù)新的參數(shù)值生成新的三維模型的功能,其過(guò)程如圖1所示。111陳樺等基于Pr o/E二次開(kāi)發(fā)的連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)塑料2009年38卷第5期3收稿日期:2009-01-12基金項(xiàng)目:陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(2007K05211;陜西省科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金。作者簡(jiǎn)介:陳樺(1962-,男,陜西西安人,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,主要研究方向:計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作(CSC W、X ML技術(shù)研究及應(yīng)用。 圖1基于三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程2基于族表的連桿組件參數(shù)化建模技術(shù)族表可用于管理具

9、有相同或相近結(jié)構(gòu)的零件,特別適用于標(biāo)準(zhǔn)零件的管理3。它是以建立的基礎(chǔ)零件為父零件,然后在族表中定義各個(gè)控制參數(shù)來(lái)控制模型的形狀及大小,通過(guò)改變各個(gè)參數(shù)的值就可以控制各種子零件。發(fā)動(dòng)機(jī)連桿設(shè)計(jì)中的組件,包括連桿體、襯套、軸瓦、螺栓具有類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的特點(diǎn),可以將它們分別設(shè)計(jì)成族表,實(shí)現(xiàn)連桿的參數(shù)化設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)模塊間的關(guān)系如圖2所示 。圖2設(shè)計(jì)模塊關(guān)系圖在創(chuàng)建父零件和設(shè)置族表時(shí),先在Pr o /E W ildfire 零件模式下以交互方式創(chuàng)建連桿體的基準(zhǔn)零件,以作為父零件。然后在其基礎(chǔ)上對(duì)部分特定參數(shù)加以控制生成派生零件,利用Pr o /E “工具”選項(xiàng)下的“參數(shù)”+“族表”命令,創(chuàng)建族表參數(shù)。先增

10、加表列以控制變量,按照規(guī)定的尺寸選擇增加內(nèi)容。由于桿身寬度和長(zhǎng)度、大小頭孔直徑和寬度是連桿體的主要參數(shù),對(duì)連桿體的整體參數(shù)化設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵的作用,因此連桿體族表表列可以增加桿身寬度(B 、連桿長(zhǎng)度(S 、小頭直徑(DD 1和寬度(B 1、大頭孔直徑(DD 2和寬度(B 26項(xiàng)內(nèi)容;再增加實(shí)例以輸入具體的參數(shù)值,創(chuàng)建實(shí)例模型,完成族表。如圖3所示 。圖3創(chuàng)建基準(zhǔn)零件和族表而其他一些非獨(dú)立參數(shù)的尺寸不出現(xiàn)在族表中(如螺栓孔距離及直徑尺寸,將這些尺寸與標(biāo)準(zhǔn)中的尺寸建立一定的關(guān)系,使之隨標(biāo)準(zhǔn)尺寸變化而變化,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特征的創(chuàng)建。3連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)3.1Pr o /E W ildfire 菜

11、單欄菜單設(shè)計(jì)技術(shù)在Pr o /E 主界面中添加連桿設(shè)計(jì)菜單按鈕及菜單按鈕調(diào)用的動(dòng)作,這是進(jìn)入系統(tǒng)的關(guān)鍵,需要通過(guò)Pr o /T oolkit 函數(shù)和一個(gè)相應(yīng)的信息文件(M essageFile 共同完成4。在消息文件里主要定義菜單項(xiàng)、菜單項(xiàng)提示等信息。再應(yīng)用Pr o /T oolkit 提供的一系列函數(shù),利用C +語(yǔ)言編寫(xiě)源文件,依照信息文件設(shè)置菜單按鈕動(dòng)作,創(chuàng)建菜單和菜單按鈕等。以下是本程序的菜單添加過(guò)程:1Pr o Menubar M enu Add (“U ser M enu ”,“Connecting r od ”,“U tilities ”,PRO_B_F ALSE,U ser M

12、sg ,其功能是在Pr o /E 原有菜單中創(chuàng)建新菜單。其中,U ser M enu 為所創(chuàng)建菜單的名稱(chēng);菜單欄中顯示的標(biāo)題內(nèi)容為信息文本文件U ser M sg 中“Connectingr od ”語(yǔ)句組所指代的內(nèi)容。2Pr o Menubar menu Menu Add (“U ser M enu ”,“Components design ”,“Components design ”,NULL,PRO_B _F ALSE,U ser M sg ,其功能是在菜單欄“U ser M enu ”下再添加一個(gè)名稱(chēng)為“Components design ”的子菜單,并將其置于菜單的最頂端;3Pr o

13、Cmd Acti on Add (“command ”,(ui CmdCmd ActFn U ser 2LGT D ial ogCall,ui CmdPri oDefault,Test A ccess Default,PRO _B _TRUE,PRO_B _TRUE,&c md _id ,其功能是先定義一個(gè)命令:“command ”,此命令調(diào)用函數(shù)U ser LGT D ial ogCall 。其中,命令指動(dòng)作名稱(chēng),可任意命名,但必須保證唯一;c md_id 指分配的動(dòng)作標(biāo)識(shí)。4Pr o Menubar menuPushbutt on Add (“Components design ”

14、,“Shank design ”,“Shank design ”,“Design shank ”,NULL,PRO_B_F ALSE,c md_id,U ser M sg ,其功能是設(shè)置子按鈕,用于調(diào)用主對(duì)話框。其中Components design 為按鈕父菜單的名稱(chēng);Shank de 2sign 為子按鈕的名稱(chēng)。5完成上述操作后生成的菜單結(jié)構(gòu)如圖4所示。3.2U I 對(duì)話框的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用彈出式對(duì)話框是目前最先進(jìn)、最流行的一種人機(jī)交換界面,它能提供圖形與文字共存的可視化環(huán)境,使操作更為自然、簡(jiǎn)便和快速。文章利用Pr o /T oolkit 提供的U I (U ser I nterface D

15、ial ogBoxes 對(duì)話框操作函數(shù)和Pr o /E 資源進(jìn)行交互界面的開(kāi)發(fā)5,211陳樺等基于Pr o /E 二次開(kāi)發(fā)的連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)塑料2009年38卷第5期設(shè)計(jì)出與Pr o /E 界面風(fēng)格相一致的人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的無(wú)縫集成 。圖4系統(tǒng)菜單結(jié)構(gòu)在U I 對(duì)話框功能實(shí)現(xiàn)部分的程序設(shè)計(jì)中,為使程序具有良好的擴(kuò)充性,將功能實(shí)現(xiàn)部分作為一個(gè)獨(dú)立的C +源程序添加到工程文件中。該程序主要是解決對(duì)話框中按鈕的動(dòng)作和輸入框中數(shù)值的顯示與輸入動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)零件模型再生。主要設(shè)計(jì)程序如下:U ser LGT D ial ogCall (./將對(duì)話框connecting_r od 調(diào)入內(nèi)存Pr oU

16、 I D ial ogCreate (“connecting_r od ”,“connecting_r od ”;/設(shè)置Ok Butt on1(整體連桿圖形輸出按鈕激活函數(shù)Pr oU I Pushbutt on Activate Acti onSet (“connecting _r od ”,“Ok Butt on1”,U ser LGT OK1Acti on,(Pr oAppData data1;./顯示激活對(duì)話框,接受用戶交互Pr oU I D ial og Activate (“connecting_r od ”,&status ;/釋放對(duì)話框所占內(nèi)存Pr oU I D ial

17、og Destr oy (“connecting_r od ”;其中U ser LGT OK1Acti on 為自定義動(dòng)作函數(shù),是為了實(shí)現(xiàn)參數(shù)值的更新,主要用到Pr oU II nput panel V alueGet 等函數(shù)讀取輸入框的數(shù)據(jù),以及重新設(shè)置模型中的參數(shù)值等。4連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)在所有程序源代碼編寫(xiě)完成后,對(duì)VC +.Net 設(shè)置必要的環(huán)境參數(shù),并進(jìn)行程序的調(diào)試和編譯。編譯成功后,得到動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件liangan .dll,最后制作一個(gè)后綴為.dat 的注冊(cè)文件6,使可執(zhí)行文件能夠集成到Pr o /E 當(dāng)中并可以運(yùn)行。圖5為根據(jù)Pr o /E 連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)生成的連桿體

18、零件 。圖5根據(jù)輸入?yún)?shù)生成連桿體零件5結(jié)論通過(guò)利用Pr o /E 二次開(kāi)發(fā)工具Pr o /T oolkit 和族表開(kāi)發(fā)技術(shù),并結(jié)合第三方編譯環(huán)境V isual Studi o 2005,通過(guò)開(kāi)發(fā)“汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)”來(lái)說(shuō)明應(yīng)用Pr o /Toolkit 和Fa m ilyTab 進(jìn)行菜單開(kāi)發(fā)、對(duì)話框開(kāi)發(fā)和三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。這種利用參數(shù)化設(shè)計(jì)程序通過(guò)設(shè)計(jì)變量來(lái)控制零件三維模型生成的方法,可以大大提高零件的設(shè)計(jì)效率,縮短新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn):1黃繼明.CAD 技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)策J .機(jī)械研究與應(yīng)用,2004,6(17:12-

19、15.2唐小云,葛正浩.基于Pr o /E 的電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)J .塑料,2008,37(3:110-112.3丁英杰,葛正浩,張?jiān)好?等.基于Pr o /E 注射模標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的開(kāi)發(fā)J .塑料,2007,36(2:91-94.4張繼春.Pr o /ENGI N EER 二次開(kāi)發(fā)實(shí)用教程M .北京:北京大學(xué)出版社,2003.5房麗娜,郭培全.Pr o /E 的二次開(kāi)發(fā)與應(yīng)用J .濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,21(2:157-160.6李世國(guó).Pr o /Toolkit 程序設(shè)計(jì)M .北京:機(jī)械工業(yè)出版,2003.(本文編輯GZ W (上接118頁(yè)3漢斯茨魏費(fèi)爾.塑料添加劑手冊(cè)M .北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:653-654