（机械制造及其自动化专业论文）基于proengineer平台的钣金件展开cad系统的开发.pdf

兰月悃l 工大学硕士学位论文 。、7 2 1 2 2 1 摘要 摘要 本论文是以在企业中应用广泛的国外优秀三维c a d c a m 软件p r o e n g i n e e r 为 平台，以v c + + 6 0 及p r o t o o l k i t 为开发工具，针对常用钣金件进行了p r o e 二次，丌 发。本文利用p r o e n g i n e e r 软件建构了钣金件的实体模型，以p r o t o o l k i t 为基础， 通过建立参数关系和编写控制程序完成了参数的获取、传递及修改，实现了只需在 m f c 对话框中输入参数而不需修改源程序代码便可以实现多种相似钣金件的设计、 展开及其二维工程图的生成和输出。 本论文的研究从实际应用出发，开发了套操作简便、实用的钣金件展开c a d 系统。本文的主要内容如下： l 、简述了钣金c a d 的国内发展现状，介绍了p r o s h e e t m e t a l 模块，并分 析了本课题的研究目的及研究意义。 2 、详细介绍了钣金件展开c a d 系统开发的理论基础。 3 、详细介绍了整个c a d 系统开发的过程及开发方法，包括菜单技术、对话框的 创建、参数的获取及修改、折弯表的应用、工程图的生成及其环境设置和视图窗口的 控制等等。 4 、给出了所开发软件的详细的操作方法说明，并以实例的方式进行了演示。 5 、最后对全文进行了总结。 关键词：计算机应用钣金件展丌p r o e 二次开发 p r o t o o l k i t 开发包 v c + + 6 0 兰型型三丈兰堡兰：竺竺笙兰 塑茎 a b s t r a c t t h i st h e s i su s e sf o r e i g no u t s t a n d i n g3 dc a d c a ms o f t w a r ep r o e n g i n e e ra st h e p l a t f o r m v c + + 6 0a n dp r o t o o l k i ta sd e v e l o p i n gt o o l s s e c o n d a r i l yd e v e l o pt op r o e a i m i n ga tt h ec o l t m l o ns h e e tm e t a lp a r t t h i st e x tu t i l i z e sp r o e n g i n e e rs o f t w a r et o b u i l ds h e e tm e t a lm o d e l ，b a s e do np r o t o o l k i t , g e t t i n g ，t r a n s m i t t i n ga n dm o d i f y i n g p a r a m e t e r sa r ea p p r o a c h e db yb u i l d i n gp a r a m e t r i cr e l a t i o n sa n dc o m p i l i n gp r o t o o l k i t p r o g r a m s ，s o ，m a n y s i m i l a r c o m p l e x s h e e tm e t a l p a r t s a r ea c h i e v e d b yc h a n g i n g p a r a m e t e r si nt h em f cd i a l o g b o x e sa n dn o tm o d i f y i n g o r i g i n a lp r o g r a mc o d e s t h er e s e a r c ho f t h i ss u b j e c tp r o c e e d sf r o m p r a c t i c a la p p l i c a t i o n a i m e da td e v e l o p i n g a ne a s yu s i n ga n du s e f u ls h e e tm e t a lp a r tc a d s y s t e m t h em a i n c o n t e n to ft h i st e x ti sa s t b l l o w s ： 1 ，c u r r e n ts i t u a t i o no ft h ed e v e l o p m e n to fs h e e tm e t a lp a r tc a di n c h i n ah a sb e e n e x p o u n d e d p r o s h e e t m e t a l m o d u l eh a sb e e ni n t r o d u c e d t h er e s e a r c hp u r p o s eo ft h e s u b j e c ta n d r e s e a r c hs i g n i f i c a n c eh a sb e e na n a l y z e d 2 ，t h et h e o r e t i c a l f o u n d a t i o no fd e v e l o p i n gs h e e tm e t a lp a r tc a ds y s t e mh a v eb e e n i n t r o d u c e di nd e t a i l 3 ，t h ep r o c e s sa n dm e t h o do f t h ec a d s y s t e mh a v eb e e ni n t r o d u c e di nd e t a i l ，i n c l u d i n g m e n ut e c h n o l o g y , b u i l d i n gm f cd i a l o gb o x e s ，o b t a i n i n ga n dm o d i f i c a t i o np a r a m e t e r s ， a p p l i c a t i o nb e n dt a b l e ，g e n e r a t i n gd r a w i n g a n de n v i r o n m e n ts e r i n gu pa n dc o n t r o lo fv i e w w i n d o w ，e t c 一 4 ，p r o v i d i n gt h ed e t a i ls p e c i f i c a t i o no f t h es o f ts y s t e m t h es y s t e mh a sb e e nd e m o n s t r a t e d b yw a y o fi n s t a n c e 5 ，f i n a l l y ，s u m m a r i z et h e f u l lt e x t k e yw o r d s ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o n u n f o l d i n g s h e e tm e t a lp a r t s p r o e n g i n e e r a p p l i c a t i o nr e d e v e l o p m e n t p r o t o o l k i t v c + + 6 0 1 1 兰州理工大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 在矿山、冶金、石油、交通、国防等各部门建设中，经常遇到各种金属板构件。 这些构件形状万千，在制造时须先在金属板上做出其平面展开图，然后才能剪裁制作。 正确地展开放样是制作这些构件的第一道工序，它的正确与否对构件精确程度和质量 起着重要作用。目前，国内钣金技术相对落后，设备陈旧对钢材的浪费十分严重； 同时，我国的钣金c a d 技术还处在向高技术集成、产业化及商品化过渡的阶段，与 国外的c a d 技术相比还有很大的差距。随着我国经济、技术的飞速发展，这显然不 能适应我国基本建设总体发展的要求。 由于目前国内的c a d 软件还不成熟，大部分企业引进国外的c a d 软件，如： p r o e n g i n e e r 、u n i g r a p h i c s t i 、c a t i a 、s o l j dw o r k s 、s o i i de d g e 等。国外的c a d 软件功能强大、通用性好，然而在具体的使用过程中不可能满足各种要求，特别是国 外的c a d c a e c a m 系统在设计标准、规范及标准件库等方面和圉内存在较大的差 异，因此，以国外的c a d 软件为平台进行二次开发，使之适合国内及企业的设计要 求，已成为国外c a d 软件应用过程中的一项重要工作。 1 2 钣金件展开c a d 的发展现状 目的钣金展开传统的及常用的方法大致有6 种，分别为；作图法、计算法、系数 法、程序法、计算机辅助绘图法( c o m p u t e ra i d e dd r a f t i n g ) 、计算机辅助设计法i l 刊 ( c o m p u t e r a i d e dd e s i g n ) 。作图法。先分析钣金件的形状特点，把它分解成若干个 基本件，再在每一个基本件的表面分割出一组钣金展开的表面实形，根据基本件的视 图用投影变换的方法求出这组表面实形的所有邻边线段的实长，画出每一个表面的实 形，并把这组表面实形依次地画在个平面上。计算法。同样是根据钣金件的形状 特点进行分析，归纳出一套求表面实形的所有邻边线段实长的公式。由具体构件的已 知条件求出这些邻边线段的实长，并用这些实长来画展开图。系数法。该法是在计 算法的基础上产生的，它把计算公式中某些常数项合并在一起，总结出一组系数，求实 长时，只要将这些系数乘以已知条件即可。程序法。钣金件展开时，其分解的基本件 可以是一定的，而归纳出计算表面实形的各邻边线段实长的公式也就固定了。这类重 复计算的情况，完全可以编制程序，让计算机自动完成这些繁琐的计算。计算机辅助 绘图法。该方法是以几何和解析数学为理论基础，以ca d 软件为绘图平台，进行几何 图形的表达、分析、编辑和保存的一种方法。计算机辅助设计法。这是图解法和程 序法相结合的产物。首先要根据钣金件的几何形状特点，采用形体分析和几何解析数 学方法，判断、分析和推导求解的公式，然后编制计算和绘图程序，完成钣金件的展开 设计。前三种钣金展开方法复杂、繁琐、容易出错；程序法是在d o s 系统下的一个 钣金展开的好方法，即快速正确、同时又有较高的精度，但是这种方法已不能适应当 今计算机飞速发展的形式；计算机辅助绘图法和计算机辅助设计法无疑成了钣金件展 开的首选方法，其不但效率高，而且精确、易操作。目前有很多软件，如s o l i d w o r k s 、 c a x a 、p r o e n g i n e e r 、u g 等都可以实现钣金件的建模和展开，但要熟练掌握这些 软件需要一个比较长的过程，这对操作者的专业技术水平有较高的要求。 在国内外，钣金加工在机械加工领域占3 0 以上，就中国来说，有6 0 的企业对 兰十h 理工大学硕士学位论文 第一章绪论 钣金三维立体构件展开设计及加工还没有摆脱传统的纸板放样、手工画线和手工下料 的困境1 7 j 。所以开发套简单、易用、高效的钣金件展开c a d 软件，使技术人员在 短期内就能很好的掌握和利用其工作已成为企业提高工作效率的有效途径。 钣会件计算机辅助设计的二次开发，目前的开发平台多为a u t o c a d f 如r 1 4 及 a u t o c a d 2 0 0 0 等) 。基于a u t o c a d 的二次开发过程经历了如下的五个阶段 8 】：1 1 ) a u t o l i s p 阶段：a u t o l i s p 是一种人工智能语言，是嵌入在a u t o c a d 内部的 c o m m o m l i s p 的一个子集。在所有的a u t o c a d 二次开发工具中，它是唯一的解释 型语言，具有语言规则简单、易学易用、解释执行的效果较好等优点。但是程序运行 较慢、功能单一、缺乏保护、保密性差，不能直接访问硬件或进行二进制文件的读写。 2 ) a d s 阶段：a d s 是一种基于c 语言的开发环境，结合了a u t o c a d 和c 语言 的双重优势，具有大规模的处理能力，代码执行速度快，可以检查逻辑错误。但a d s 有隐藏错误，易导致系统崩溃。 3 ) v i s u a ll i s p 阶段：v i s u a ll i s p 和a u t ol i s p 直接兼容，还可以通过m i c r o s o f t a c t i v e xa u t o m a t i o n 接口与对象交互。v i s u a ll i s p 还提供了一个完全的集成丌发环境 ( i d e ) ，可以提高二次开发的效率。 4 ) a r x 阶段( 包括现在进行的o b j e c t a r x 2 0 0 0 等) ；它以c + 十语言为基础，具 有面向对象、继承性、封装性、多态性等优点，其本质通过w i n d o w s 动态连接库( d l l ) 程序，与a u t o c a d 共享空间，直接调用a u t o c a d 数据库的可信数据结构及代码， 扩展a u t o c a d 固有的类及其功能。主要着眼于应用程序的智能性。 5 ) 基于a c t i v e xa u t o m a t i o n 技术的v b a 等开发工具阶段：a c t i v e xa u t o m a t i o n 是一套微软标准，允许通过外显的对象由一个w i n d o w s 应用程序来控制另一个 w i n d o w s 应用程序。 目前，基于a u t o c a d 二次开发的钣金件展开软件已经存在，如国内的曼科数 控设备有限公司开发的钣金展开软件；泰兆机械软件开发小组开发的b j c a d v 2 0 等。这些软件所具有的特点是：参数化绘图、三维立体示意图显示、确定图幅及尺寸 精度、自动设置绘图比例、自动显示钣金曲面的展开放样和零件图、自动标注各种相 关尺寸、直接生成各种相关图纸等。它们虽然能大大地减轻钣金展开的计算量和减少 出错的机率，给工作带来很大的方便，能节约材料和降低成本。但这些软件存在如下 缺点：无法使用户将自己的方案增加到软件中去，只能利用软件已编好的钣金类型， 这大大降低了灵活性；它们都是基于二维软件a u t o c a d 开发的，由于二维软件的 学习周期较长，操作性能较差，对设计者要求较高；当修改一个参数时，相关视图需 要全部修改，设计者容易遗漏，出图时间比较长，而且图纸错误要个个校对且很难 发现，因此使二维软件的发展前景受到了很大的限制。 虽然基于二维软件的钣金件展开系统目前在我国仍然有可观的市场前景，但是从 c a d 系统二维绘图到三维造型的发展趋势已经成为历史的必然。 p r o e n g i n e e r 是美国p t c 公司( p a r a m e t r i ct e c h n o l o g yc o r p o r a ti o n ，参数技 术公司) 的拳头产品，自1 9 8 8 年问世以来，十余年间己成为全世界最普及的三维参 数化c a d c a m 软件 9 - 1 6 1 。p r o e n g i n e e r 在今日已成为三维c a d c a m 系统的标准软件之 一，广泛应用于机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业。p r o e n g i n e e r 是全方位的三维产品开发软件，集零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金 件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、应力分析、产品 数据库管理等功能于一体，其模块众多，功能强大。 其中钣金设计模块p r o s h e e t m e t a l 提供了强大的钣金设训功能， p r c s h e e t m e t a l 扩展了p r o e n g i n e e r 的设计功能，用户可建立参数化的板金造型和 兰州理工大学硕士+ 学位论文第一章绪论 组装，它包括生成金属板设计模型以及将它们展开成平面图形。对于不同的钣金件 设计要求，p r o s h e e t m e t a l 提供了三种钣余件设计方式f 1 7 1 8 1 ： 钣金件模式一单独创建钣金件零件。 组件模式以自上向下方式创建钣金件零件。 - 转换一从实体零件转换为钣金件零件。 使用p r o e n g i n e e r r 进行钣金件设计时，可能涉及到的钣金件特征有切口、冲孔、 壁、弯曲、展平、折弯回去、平整阵列、印贴、平整印贴、切割、逢、区域变形、转 变、边折弯和项角止裂槽等。通过在壁特征的基础上添加、编辑、修改和删除其他钣 金特征，就可以完成钣金件的设计。 钣会件设计的基本步骤可以总结如下： ( 1 ) 运行p r o e n g i n e e r ，进入钣会件设计模式，并输入钣盒件名。 ( 2 ) 从“菜单管理器”中选择壁钣金特征命令，生成第一面壁特征。 ( 3 ) 在第一面壁特征的基础上做一些钣金处理，如折弯、冲孔和印贴等，完善 钣金件的设计。 ( 4 ) 如果设计满意，则存盘退出；如果不满意，则继续修改或添加特征。 其流程图如图卜1 所示： 图卜1 钣金件设汁的基本流程图 兰州理工大学硕士学位论文 第一章绪论 1 3 开发基于p r o e n g i n e e r 平台的钣金件展开c a d 系统的目的 当今，c a d c a m 领域的发展是有目共睹的，各种c a d c a m 系统软件已是不胜枚举。 像p r o e n g i n e e r 、u n i g r a p h i c s i i 、c a t i a 、s o l i dw o r k s 、s o l i de d g e 等著名的大型 商业化软件己在c a d c a m 领域发挥了很大的作用，然而不管它们的功能如何，在其基 础上进行二次开发的最终目的有两点： l 。减少人的劳动； 2 提高产品的设计、生产和管理的质量、效率及可靠性，用以提高产品的性能， 降低产品的成本。 尽管p r o e n g i n e e r 系统中有很强大的钣金设计模块p r o s h e e t m e t a l ，但如前一 小节所述，设计钣金件的操作过程比较复杂，对于相似的钣金件用户也需要一个一个 的建立模型，效率低。结合某个专业对象、某个具体的企业来说，其常用的钣金件比 较固定，所以用户大都希望有套适合自己的c a d 软件系统。这个软件系统要求简单、 易学易用，能减少不必要的重复性设计、符台企业的特点等。因此5 1 ：发基于 p r o e n g i n e e r 工作平台的钣金件展开c a d 系统，将钣金设计模块p r o s h e e t m e t a l 的 些功能进行集成，通过建立零件库，在需要的时候调用零件库，通过修改参数实现 不同规格的钣金件的设计，这样可以达到一次建模多次利用的目的，省去了重复建模 的时间，提高了工作效率。 1 4 课题研究的主要内容 利用p r o e n g i n e e r 提供的二次开发工具p r o t o o l k i t 在p r o e n g i n e e r 基础上进 行二次开发，实现钣金件的自动建模，即根据用户输入的参数系统应能动态地、自动 地将模型创建出来。 利用m f c ( m i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s m s - v i s u a lc + + 的类库) 应用程序开发弹 出式对话框，实现参数的输入来驱动p r o e n g i n e e r 实现想要完成的工作。通过 p r o t o o l k i t 与m f c 的接口，利用m f c 强大的功能实现对话框的开发”j 。最终 实现参数化绘图、三维立体图显示、自动显示钣金件的展开图和零件图、直接生成各 种相关图纸等功能。 1 5 课题研究的意义 金属板制作的钣金件大量应用在国民经济的各个领域中。近年来，随着社会的发 展和科学技术的进步，机械加工自动化水平越来越高，数控机床得, z j t 普遍应用，国 内钣金加工领域也普遍应用了数控机床，因此生产效率大为提高。然而，在众多中小 企业中，钣金加工数控机床的应用却不尽如人意，其主要原因在于用传统方法绘制展 开图浪费时间而且精确度得不到保证，钣金展开图的绘制成为从设计到加工过程中的 一个“瓶颈” 2 4 1 。 所以，多年以来，国内很多学者致力于a u t o c a d 的二次开发，著取得了大量的 成果。但近年来，p r o e n g i n n e r 、s o l i d w o r k s 、u g i i 等一批优秀的三维c a d 软件 纷纷问世，它们以强大的功能和直观的三维模型，不久以后会不可避免的取代 a u t o c a d 在实际设计和生产中的地位。因此，在三维c a d 软件p r o e n g i n n e r 上 进行二次开发，创建钣金件自动展开c a d 系统，将有着更为广阔的前景a 对于全参数化的三维造型软件，其简单易学，图形比较直观且容易发现问题，当 4 兰州理工大学硕士学位论文第一章绪论 要修改时只需更新三维模型，工程图的各个视图都可以自动更新，工程图中预先标好 的尺寸也可以自动更新，绝大多数尺寸不用重新检查，需要添加的尺寸也比较少，出 图时间较短，校对容易，这些优点使得三维造型软件得到了广泛的应用，特别是三维 造型软件p r o e n g i n e e r 在企业中应用甚广。到目前为止，国内还没有基于 p r o e n g i n e e r 工作平台的钣金件展开系统问世，所以开发基于p r o e n g i n e e r 工作平 台的钣金件展开系统是非常必要和迫切的。 基于p r o e n g i n e e r 工作平台的钣金件展开c a d 系统的开发成功，将有效的使企 业摆脱传统的纸板放样、手工画线和手工下料的困境；大大提高钣金件的精度，提高 工作效率，降低工人的劳动强度：有效地为企业节省钢材，增加利润；预计在传统钣 金领域应用该软件系统，可大大提高工效，由此可为企业节省大量的制造成本。 兰州理工大学硕j 学位论文 第二章钣余件展开c a d 系统的理论皋础 第二章钣金件展开c a d 系统的理论基础 2 1 钣金展开c a d 软件的研究开发趋势 目前，随着计算机性能成数量级的提高，价格成倍地下降，随着“网络通讯的普 及化”、“信息处理的智能化”、“多媒体技术的实用化”，c a d 技术的普及应用 越来越广泛，越来越深入，c a d 技术正向着智能化、一体化、网络化、集成化和标准 化的方向发展【2 ”纠。正确把握c a d 技术的发展趋势，对于开发基于p r o e 软件的钣 金件展开c a d 系统软件，对于企业正确选型和规划自身的c a d 应用系统，都有非常深 远的意义。 l - 智能化 将人工智能领域的一个分支专家系统，引入c a d 系统，使c a d 系统有专家 的经验知识，具有学习、推理、联想和判断的能力，以及智能化的视觉、听觉、语言 的处理能力从而达到设计自动化的目的。目前广泛应用的c b r ( c a s eb a s e dr e a s o n i n g ) 和r b r ( r u l e b a s e dr e a s o n i n g ) ，它们是人工智能的两个分支。 2 自动化 虽然辅助设计不是自动设计( 也不应该盲目追求自动设计) ，但许多繁琐的工作 应尽量做到不让用户介入。黑箱式的输入输出能使用户备感方便。如轮廓识别法，多 数软件已不使用繁琐的由用户逐点或逐线指点轮廓组成元素的方法，而可以由用户给 定轮廓内点，由计算机自动识别轮廓。又如明细表生成，通过属性的定义和提取， 计算机自动生成明细表，省去了用户编辑文本的麻烦。 3 一体化 在二维处理中，已经实现或正在实现如下一体化处理技术：交互式与参数一体 化，图形与尺寸一体化，尺寸标注和字符标注一体化，汉字和其它字符处理一体化， 零件图与装配图一体化。在三维处理中，三维图形处理与真实感图像处理一体化。 4 集成化 二维工程绘图、三维几何造型、有限元分析、数控加工、数据库管理等几个支撑 软件领域的有机集成【3 0 l 。以特征三维造型为基础的c a d c a e c a p p c a m 的集成是 未来产品开发的主要模式。尤其是与快速原型制造( 砌，m ) 的集成，将构成一个闭环 快速产品开发系统，在并行工程( c e ) 环境下，能对产品进行快速评价、修改。 5 标准化 c a d 软件一般是集成在一个异构的工作平台之上，为了支持异构跨平台的环境，就 要求它应是一个开放的系统，这里主要是靠标准化技术来解决这个问题。 除了c a d 支撑软件逐步实现i s o 标准和工业标准外，面向应用的标准构件( 零部 件库) 、标准化方法也已成为c a d 系统中的必备内容，且向着合理化工程设计的应用 方向发展。 目前标准有两大类：一是公用标准，主要来自国家或国际标准制定单位；另一是 市场标准，或行业标准，属私有性质。前者注重标准的开放性和所采用技术的先进性， 而后者以市场为导向，注重考虑有效性和经济利益。后者容易导致垄断和无谓的标准 战。 完善的c a d 标准体系是指导我国标准化管理部门进行c a d 技术标准化工作决策的 科学依据，是开发制定c a d 技术各相关标准的基础，也是促进c a d 技术普及应用的约 束手段。因此在c a d 应用工程中跟踪国际的相关标准、研究制定符合我国国情的c a d 6 兰州理工大学硕士学位论文 第二章钣金件展开c a d 系统的理论基础 标准，并切实加以执行是促进我国c a d 技术研究开发、推广应用能不断发展的重要保 证。 2 2 p r o e 二次开发的工具p r o t o o l k ti 2 2 1 p r o t o o l k i t 简介 p r o t o o l k i t 是美国p t c ( p a r a m e t r i et e c h n o l o g yc o r p o r a t i o n ) 参数化公司 p r o e n g i n n e r 软件的二次开发工具箱，其主要目的是止用户或第三方通过c 程序代 码扩充p r o e n g i n n e r 系统的功能，开发基于p r o e n g i n n e r 系统的应用程序模块，从 而满足用户的特殊要求 1 3 - - 2 2 1 。不仅如此，还可以利用p r o t o o l k i t 提供的u i 对话框、 菜单以及v c 的可视化界面技术，设计出方便实用的人机交互界面，从而大大提高系 统的使用效率。 p r o t o o l k i t 工具箱提供了开发p r o e n g i n n e r 所需的函数库和头文件，使用户 或第三方编写的应用程序能够以一种可控制的、安全的方式访问p r o e n g i n n e r 的数 据库，并可以实现应用程序模块与p r o e n g i n n e r 系统的无逢集成u 9 2 2 1 。从某种程度 上来说p r o t o o l k i t 是p r o e n g i n n e r 应用程序开发者的a p i ( a p p l i c a t j o n p r o g r a m m i n gi n t e r f a c e 应用编程接口) ，从而p r o t o o l k i t 成了外部应用程序和 p r o e g i n n e r 软件系统之问进行信息沟通和交互的桥梁和纽带。 22 1 1p r o t o o l k it 工作模式 p r o t o o l k i t 应用程序有两种工作模式i ”4 j ，一种为同步模式( s y n c h r o n o u s m o d e ) ：另一种为异步模式( a s y n c h r o n o u s m o d e ) 。 1 ) 同步模式( s y n c h r o n o u sm o d e ) 同步模式包含两种模式，即动态连接库模式( d l l 模式) 和多进程模式 f m u lt i p r o c e s sm o d e ) 也称为派生模式( s p a w n e dm o d e ) ，分述如下： 动念连接库模式是将p r o t o o l k i t 应用程序集成到p r o e 中的标准方法，在d l l 模 式中，通过编译和连接p r o t o o l k i t 的c 代码或通过v c + + 编译平台生成一个d l l 文件， 该文件在p r o e 启动时与p r o e 连接在一起。就像是p r o e 本身的程序一样。 多进程模式，也称为派生模式，是p r o t o o l k i t 支持的第二种将应用程序和p r o e 集成的方法。采用这种模式，p r o t o o l k i t 代码经过编译和接连后生成一个独立的执 行程序，这个程序可在p r o e 启动时一起启动，也可在p r o e 运行过程中由使用者根 据需要启动，启动后的程序是作为p r o g 的个子程序来运行的。 在d l l 模式中，p r o t o o l k i t 应用程序和p r o e 之间的信息交换是直接通过函数调 用来实现的；在多进程模式下，信息交换是由进程之间消息系统完成的。该系统模拟 直接函数调用，在两个进程间传递函数的识别信息及其参数。 多进程模式包含 = k d l l 模式更多的交换过程，当p r o t o o l k i t 应用程序需要频繁调 用库函数时，情况更是如此。多进程模式的优点在于，能够用源代码调试器运行 p r o t o o l k i t 应用程序，无需将整个p r o e 执行程序加载到调试器中。 如果为了调试方便，在开发阶段可以使用多进程模式，在为客户安装应用程序时， 则要转化为d l l 模式，因为d l l 模式的性能更好。 虽然多进程模式包含两个并行运行的进程，但是这些进程不提供真正的并行处 理。p r o t o o l k i t 的异步模式提供了真正的并行处理功能。 2 ) 异步模式( a s y n c h r o n o u sm o d e ) 兰州理工人学硕七学位论文 第二章钣舍件展开c a d 系统的理论基础 异步模式又可分为简单异步模式( s i m p l ea s y n c h r o n o u sm o d e ) 和全异步模式 ( f u l la s y n c h r o n o u sm o d e ) 。 在简单异步模式中，p r o t o o l k i t 应用程序包括自己的主函数 m a i n 0 函数 ，定 义程序的控制流，并能在程序中调用函数p r o e n g i n e e r s t a r t ( ) 来启动p r o e 进程。 这使得应用程序可以开发具备自己风格的界面，而且该界面是独立于p r o e 界面的。 在运行过程中，p r o e 进程“倾听”从p r o t o o l k i t 进程中发出的异步请求信息，然 后再根据接受到的请求信息作出相应的回应。 然而，在简单异步模式中，p r o e 不能激活在p r o t o o l k i t 程序中的函数。因此， 不能在p r o g 中添加新的菜单按钮或建立通知( n o t i f i c a t i o n s ) 。但是，当p r o e 运 行时，用户可以交互使用p r o e 。在用简单异步模式设计应用程序时，必须非常小心， 因为在任一时刻p r o t o o l k i t 进程是不知道p r o e 进程状态的。 全异步模式是简单异步模式的扩展，在全异步模式下，不仅p r o t o o l k i t 应用程 序可以向p r o e 送请求消息，而且p r o e 进程也可以送请求，消息到p r o t o o l k i t 进程。 异步模式较之同步模式，具有代码复杂、执行速度慢的缺点。除非特别需要，所 以一般不采用异步模式 1 6 1 1 2 0 】。 2 2 1 ，2 p r o e n g l n e e r 二次开发方法 p r o t o o l k i t 采用功能强大的面向对象的方式编写，因此，对应用程序来讲， 用来在p r o e 和应用程序之间传递信息的数据结构是不可见的。对于几何特征的自动 建模，p r o e 提供了以下几种进行二次开发的方法【l 6 【2 l 2 ： 1 ) 特征描述法 每一个特征由不同的特征元素树( f e a t u r ee l e m e n tt r e e ) 定义。在程序中对每个特 征元素树的全部变量赋值一次，就可以产生一个特征，多个特征的累积就形成产品模 型。特征元素树包含的信息分为4 类：特征本身的所有选项和属性。如特征类型名 称、隆起或切槽特征等的深度计量方式、孔的放置位置方式等；特征与已存在的几 何实体的参考关系；用于构造特征的平面图形起始位置；所有的尺寸值。 目前这种方法还不成熟，因为它有以下三个缺点：第一，由程序产生模型，程序 必须包含产品模型的所有信息，从底层起由程序构建模型，编程量十分大。第二，每 种特征由不同的特征元素树来描述，编程难度大，程序难以理解。第三，并非所有的 特征都可以用这种方法产生。 2 ) 族表法 其步骤是：预先手工构建产品模型，把它作为族表的类属件( g e n e r i cp a r t ) ，然 后在族表中定义各个控制参数来控制模型的形状大小，这样就可在程序中通过改变各 个参数值来得到所需要的衍生件，这个衍生件的产生是独立存在的，不需要为它定义 参考基准。 3 ) 用户自定义特征( u s e r d e f i n ef e a t u r e ) 法 与族表法相同之处是同样要预先手工构建产品模型，模型创建后定义几何特征、 参考基准、可变尺寸及可变尺寸的记号( s y m b 0 1 ) ，然后将这些信息存为一个后缀 为g p h 的文件。这样就可以在程序中通过文件来改变可变尺寸的值，产生所需的衍生 件。这种方法所编程序与手工建模过程比较相似，易于理解且编程较容易。 4 ) p r o p r o g r a m 法 p r o p r o g r a m 是p r o 甩提供的一个可程序化工具，有简单的语法，对于每一个模 型，它将模型树( m o d e lt r e e ) q 啪每个特征的详细信息 己录下来，用户可以根据设计需 兰州理工人学硕士学位论义 第二章钣台件展开c a d 系统的理论基础 要来编辑该模型的p r o g r a m ，使其作为一个程序来工作。通过运行该程序，系统以人 机交互的方式控制系统参数、特征显示及特征的尺寸等。 对于钣金件的参数化展开设计，可以先采用先手工构建产品模型，然后通过 p r o p r o g r a m 法来进行参数的获耿、修改，实现模型的再生。 2 3 开发p r o t o o l k l t 应用程序 2 。3 1 创建p r o t o o l k it 应用程序的基本方法 p r o t o o l 。k i t 应用程序是指利用p r o e n g i n e e r 系统提供的p r o t o o l k i t 工具包， 用c 语言进行程序设计，采用c 编译器和连接器创建能够在p r o e n g i n e e r 环境中运 行的可执行程序( 文件后缀名为e x e ) 或动态连接库( 文件后缀名为d l l ) 形式的程 序【l ”2 0 。对于不同的操作系统平台，在编译和连接生成p r o t o o l k i t 应用程序时， 编译器选项和所需的系统库文件通常是不同的。要使p r o t o o l k i t 应用程序在 p r o e n g i n e e r 环境正常运行，必须正确设置编译和连接选项。 创建p r o t o o l k i t 应用程序有两种方法：一种方法是利用m a k e 文件创建 p r o t o o l k i t 应用程序，另一种方法是利用v c 向导创建p r o t o o l k i t 应用程序。 1 利用m a k e 文件创建p r o t o o l k i t 应用程序 m a k e 文件主要是用来控制、组织文件的编译方式，电就是规定各种文件如何进 行编译和连接并最终生成可执行程序的过程。p r o e n g i n e e r 默认安装时，在 p r o t o o l k i t i 4 8 6n t o b j 文件夹中，文件名前缀为m a k e 一的文件为p r o t o o l k i t 工 具包提供的m a k e 文件范例，将其扩展名改为m a k ，就可在v c 环境中打丌该文件，并 可直接创建应用程序。用户可以将m a k e 文件范例复制和修改，生成自己所需的m a k e 文件。主要修改的内容为：m a k e 文件名、输出文件名、p r o t o o l k i t 的安装位置及为 目标文件指定的c 源程序等。 m a k e 文件是从u n i x 系统中移植过来的，很多规范和语法都遵循着u n i x 系统的 习惯，其编写过程比较复杂。完全理解清楚具体的编译连接方式的各种符号的意义需 要u n i x 编程知识。采用m a k e 文件的方法创建p r o t o o l k i t 应用程序必须手工修改 m a k e 文件，程序的设计和调试均不方便，所以这种方法一般不常用。 2 利用v c 向导创建p r o t o o l k i t 应用程序 利用v c 向导创建p r o t o o l k i t 应用程序可以使用强大的m f c ( m i c r o s o f t f o u n d a t i o nc l a s s ) 类库，特别是利用v c 对话框可视化技术设计出友好的人机交互 界面。虽然p r o t o o l k i t 提供了一套自己的对话框控件，包括组合框、编辑框、单选 控件等，但远不如m f c 的w i n d o w s 通用控件资源丰富，并且界面风格与f f i n d o w s 有 一定差异。 2 3 2 利用v c 向导创建p r o t o o l k it 应用程序基本框架 v c 的集成开发环境采用工程来管理所有c + + 源程序、头文件、库文件和各种资源， 程序的设计、编译、连接和调试均十分方便。利用v c 的应用程序设计向导可以方便 快速的创建p r o t o o l k i t 应用程序的基本框架。操作步骤为【9 t o 州。6 】： 1 创建d l l 工程 进入v i s u a lc + + 6 0 集成开发环境，从菜单条中点击“文件( f i l e ) ”一“新 建( n e w ) ”，弹出如图2 - 1 所示对话框。 9 兰州理工大学硕l 学位论文 第二章钣金件展开c a d 系统的理论基础 在“新建( n e w ) ”对话框中选“工程( p r o j e c t s ) ”选项卡，选择m f ca p p w i z a r d ( d i d 项，在“工程名( p r o j e c t n a m e ) ”输入框中输入工程文件名，在“位置( l o c a t i o n ) ” 输入框中输入路径，单击“确定( o k ) ”按钮，进入如图2 2 所示的对话框。 图2 - 1“新建”对话框图2 - 2m f c 向导对话框 在“m f ca p p w i z a r d ”对话框中选择“动念连接库使用共享m f c d l l ( r e g u l a r d l lu s i n gs h a r e dm f cd l l ) ”单选框，使p r o t o o l k i t 应用程序使用共享的m f c 。单 击“完成( f i n i s h ) ”按钮，进入n e wp r o j e c ti n f o r m a t i o n 窗口后，荦击“确定( o k ) ” 按钮。 2 设餐工作环境 从菜单条中点击“工具( t 0 0 1 ) ”一“选择( o p t i o n s ) ”，弹出对话框，打丌“目 录( d i r e c t o r i e s ) ”选项卡，在“显示目录为( s h o wd i r e c t o r i e sf o r ) ”下拉列表 框中选择i n c l u d e sf i l e s ，在“路径( d i r e c t o r i e s ) ”中添加以下路径，如图2 - 3 所示： p r o t o o l k i t i n c l u d e s p r o t o o l k i t p r o t ka p p l s i n c l u d e s p r o d e v e l o p i n c l u d e s p r o d e v e l o p p r o d e v _ a p p l s x i n c l u d e s 其中 表示p r o e n g i n e e r 的安装目录 在“显示目录为( s h o wd i r e c t o r i e sf o r ) ”下拉列表框中选择l i b r a r yf i