基于ProE环境下某型装载机工作装置参数化设计的二次开发.doc

1 摘 要 Pro/Engineer 操作软件是美国参数技术公司（PTC）旗下的 CAD/CAM/CAE 一体化的 三维软件，以参数化著称，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。为了满足 用户的自定义需求，Pro/Engineer 提供了多种二次开发方法，其中 Pro/Toolkit 是目 前比较常用的 Pro/E 自带的二次开发工具。本设计将利用 Pro/Toolkit 程序，结合尺 寸驱动和 MFC 对话框技术，开发出应用于 Pro/E 的某型装载机工作装置的设计插件， 用以缩短设计周期和提高产品设计效率。但 Pro/TOOLKIT 并不提供对 MFC 的支持，在 Pro/TOOLKIT 中并不能直接应用 MFC 对话框。本设计通过动态连接库（dll）开发了 Pro/TOOLKIT 与 MFC 的接口，利用 MFC 强大的功能实现对话框的开发，在 Pro/ENGINEER 环境中生成 MFC 对话框，方便、自然、快捷地进行人机交互。 关键词：二次开发，Pro/TOOLKIT，MFC 对话框，骨架模型 2 Abstract Pro/E operating software is a CAD/CAM/CAE integration 3d software from the Parameter Technology Company (PTC),its famous for the parameterization. Occupies an important position in the current 3d modeling software. In order to meet the users custom demand, Pro/E offers a variety of Application Development methods, including Pro/Toolkit.Its the relatively common Application Development tool Pro/E own. This design will use the Pro/Toolkit program, combined with the Dimension Driven and MFC dialog box technology, to develop a certain type of loader Working Device design plug- in using in Pro/E, To shorten the design cycle and improve product design efficiency. But Pro/TOOLKIT does not provide the support of MFC, in Pro/TOOLKIT and cannot be directly applied MFC dialog box. This design through the dynamic-link library (DLL) developed a routine interface between Pro/TOOLKIT and MFC, using powerful MFC realize the development of the dialog box, generation MFC dialog box in Pro/E environment. Conveniently, naturally and quickly in human-computer interaction. Key words : Application Development，Pro/Toolkit，MFC Dialog，Skeleton Pattern 3 目 录 TOC O 1-3 H Z U 第一章 绪 论4 第一节 本课题研究的背景和意义4 第二节 装载机工作装置的技术分析和发展现状5 第三节 主要的研究内容5 第二章 二次开发总体方案的确定 6 第一节 开发工具的确定6 第二节 PRO/TOOLKIT 简介7 第三节 总体设计框架7 第三章 装载机工作装置参数化设计 9 第一节 概述9 第二节 工作装置结构设计简介9 第三节 建立骨架模型 10 第四节 动臂参数化建模 19 第四章 菜单与对话框的开发26 第一节 配置 VS200526 第二节 菜单设计 29 第三节 对话框设计 33 第四节 程序的注册与运行 45 总 结 48 致 谢 49 参考文献 50 附录：程序清单 51 4 第一章 绪 论 第一节 本课题研究的背景和意义 Pro/Engineer 操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一体化的 三维软件。Pro/Engineer 软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的 三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer 作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的 CAD/CAM/CAE 软件之一，特别 是在国内产品设计领域占据重要位置。 Pro/Engineer 第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特 征的相关性问题。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个 独立用户在为一件产品造型而工作，不管他在哪个部门。另外，它采用模块化方式， 用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/Engineer 的基于特征 方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于 工作站，而且也可以应用到单机上。 使用 Pro/Engineer 这样的大型系统建立我们所需要的产品模型可能需要大量的时 间。如果能在此类软件的基础上，开发出适合本单位产品的应用程序，无疑会大大提 高本单位产品的设计效率，加快产品的更新速度，从而提高企业的市场竞争能力。所 谓“二次开发”就是在商业应用软件系统的基础上开发本地化应用程序的过程。 随着计算机辅助设计和辅助制造技术的飞速发展，Pro/Engineer 的应用领域日益 扩展，三维造型技术、参数化设计技术和虚拟现实技术等新概念、新方法已经渗透到 传统的机构设计当中，并发挥出前所未有的作用，推动工程设计技术的发展。 PTC 公司的 Pro/Engineer 是现代 CAD 系统的代表。其主要特征功能有：全相关性、 基于特征的参数化设计模型建模、先进的资料管理系统装配广利工程数据库再利用等。 它易于使用，可以在各种硬件平台上运行。可以用它完成工业设计、结构设计、模拟 加工制造、有限元分析等。然而就是由于其广泛的通用性，使得它不能直接处理特定 的产品，由于产品的设计要求千差万别，国内外的设计观念、标准都存在差异，使其 在具体产品开发的时候不是特别方便。为此，为了在特定产品设计中最大限度地发挥 Pro/Engineer 的潜能，就要对其进行二次开发。就是要把 Pro/Engineer 进一步充实、 完善和改进，进而成为用户使用的应用系统。 参数化设计，相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的 几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的 参数完全约束，这就是参数化的基本概念。Pro/Engineer 的参数化设计为产品设计提 供了一个很好的设计理念，参数是参数化设计的核心，参数化设计的突出优点是可以 5 根据要求通过修改部分重要参数引起模型的全局变化，这就极大的提高了产品的变形 设计和优化的效率。装载机工作装置是装载机的重要部分，它的设计往往要满足各种 工况的需求，这就要求其便于修改，所以首先利用参数化建模的方法建立工作装置的 基本模型，但这只是本设计的第一步，如何实现简单的人机交互，也就是如何确定重 要参数和建立方便输入和修改参数的对话框将是本设计的重点所在。 在 Pro/Engineer 系统中调用 MFC 对话框所需解决的关键问题就是实现 Pro/Engineer 系统、Pro/TOOLKIT 应用程序与 MFC 对话框三者之间的通信。 Pro/Engineer 系统与 Pro/TOOLKIT 应用程序可以采用动态链接库(DLL)方式进行通信。 由于 Pro/TOOLKIT 是通过 C 语言进行编程，无法直接调用 MFC 对话框，这就使得必须 运用通信方式实现在 Pro/TOOLKIT 中调用 MFC 对话框，本课题将采用动态链接库(DLL) 实现二者的通信，并完成装载机工作装置的参数化设计及其对话框的连接。 第二节 装载机工作装置的技术分析和发展现状 装载机是一种广泛应用于公路、铁路、港口、码头、煤炭、矿山、水利、国防等 工程和城市建设等场所的铲土运输机械。其主要功能是对土壤、砂石、石灰、煤炭等 散状物料进行铲装及短距离运输作业，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不 同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路，特别 是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场 的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由 于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建 设中土石方施工的主要机种之一。然而，由于其广泛的应用领域，使得装载机的类别 特别多，这就要求装载机具有更大的改造和升级空间。其中装载机的工作装置是改造 和升级的重点和难点，它的设计定性占用了大量的时间。 纵观各类装载机工作装置，其结构都是大同小异的，如果能对其进行相应的二次 开发，简化其参数的输入方式，缩短三维建模时间，这对整个装载机的开发具有重要 意义。 第三节 主要的研究内容 本课题主要研究装载机工作装置的参数化建模、工作装置主要参数的提炼及二次 开发编程。 本文首先简单介绍 Pro/Engineer 的现状，其次介绍了 Pro/Engineer 的一些二次 开发工具及二次开发的一般方法，最后详细地介绍了对装载机工作装置进行二次开发 的全过程。本文的重点在于对工作装置的参数化建模和二次开发编程。 6 第二章 二次开发总体方案的确定 第一节 开发工具的确定 Pro/Engineer 本身自带了一些二次开发工具，如族表、用户定义特征、 Pro/Progam、J-link、Pro/TOOLKIT 等。 下面就简单介绍这几种开发工具的特点： 1、族表（Family Table） 通过字表可以方便地管理具有相同或相近结构的零件，特别适合于标准件的管理。 族表工具是通过建立一个通用零件作为父零件，然后在其基础上对各个参数加以控制 生成派生零件。真个组表示通过电子表格来实现的，因此可以称其为表格驱动。 2、用户定义特征（UDF） 设计人员在使用 Pro/Engineer 进行零件设计时，经常会遇到一些重复出现的特征， 比如模具的浇道系统、滚动轴承的轴承座孔、壳体上的螺钉座孔等。这些特征的建立 虽然并不复杂，但设计人员要花费许多时间来进行这种重复性的工作。使用 Pro/Engineer 中的用户自定义特征(UDF)功能，设计人员可以将这些经常使用的特征保 存于用户自定义特征库(UDF LIBRARY)中，当此类特征积累到一定数量时，这些特征就 成为设计的标准特征数据库。后续设计中遇到同样的问题时，只需要从数据库中选用 所需的 UDF 特征，既节省时间又使设计满足标准化模块的要求。 3、Pro/Program Pro/Program 是 Pro/Engineer 中的一个模块，它可以用来记录特征的整个创建过程， 包括特征类型、参数、关系等创建特征所需要的所有信息。在建模后的每一个模型中， pro/program 也相应的记录了该模型的整个创建过程，以一段带参数的简单程序来表示。 接着，再通过适当修改这段程序，就可以方便地生成一族外型类似的特征，这将大大 提高建模速度。因此，当您要对一系列产品进行开发，而且这些产品的某些局部具有 类似的形状时，就可以以查找并使用这个程序化工具 Pro/Program，然后对其提供的零 件进行修改，以提高设计效率。 Pro/Program 还可以通过提问的方式与用户交流，包括：通过手动的删除、重排序、隐 含特征、暂停再生过程和附加特征等。因此，涉及处零件中的某些相关尺寸后，即使 是通过其他的设计人员，也可以很方便的进行修改。 由于 Pro/Program 具有很多方便的功能，所以可以在以下条件使用它： （1）经常需要修改特征中的参数时； （2）当组件中需要重复使用某个零件或子组件时； （3）当组件中需要修改某些组件，可以改变整个组件。 7 4、J-link J-link 是 Pro/Engineer 中自带的基于 JAVA 语言的二次开发工具，是一种面向对象、 独立于操作系统平台的开发工具。用户通过 JAVA 编程实现向 Pro/Engineer 软件添加 功能。 5、Pro/TOOLKIT Pro/TOOLKIT 是针对 Pro/Engineer 功能强大的二次开发工具。它封装了许多针对 Pro/Engineer 底层资源调用的库函数与头文件，借助第三方编译环境（C 语言、VC+ 语言等）进行调试。使用 Pro/TOOLKIT 开发应用程序包含三个基本步骤：编写源文件 （包括资源文件和程序源文件） ；生成可执行文件；可执行文件在 Pro/Engineer 中注 册并运行。Pro/TOOLKIT 是 Pro/Engineer 软件自带的二次开发模块，可以直接访问 Pro/Engineer 软件的最底层数据库资源，这是进行 PRO 二次开发最根本的方法，但要 求开发人员具有相当 C 语言的编程能力； 由于 Pro/TOOLKIT 具有函数简单，应用方便等优点，本课题将使用其进行 Pro/Engineer 二次开发研究。 第二节 PRO/TOOLKIT 简介 Pro/TOOLKIT 是 PTC 公司为 Pro/Engineer 提供的用户化工具箱(18 以前的版本为 Pro/DEVELOP)，该工具箱为用户程序、软件及第三方程序提供了与 Pro/Engineer 的无 缝联接。用户程序和第三方程序是用 C 语言编写的，Pro/TOOLKIT 提供了大量的 C 语言 的库函数，能够使外部应用程序安全有效地访问 Pro/Engineer 的数据库和应用程序。 通过 C 语言编程及应用程序与 Pro/Engineer 的无缝集成，用户和第三方能够在 Pro/Engineer 系统中增加所需的功能。 自 Pro/Engineer2001 之后，Pro/TOOLKIT 就提供用户开发界面的编程接口。利用 Pro/TOOLKIT 可以开发出具有 Pro/Engineer 风格的对话框，能向用户提供人机交互界 面，进行简单的人机交互。MFC 具有强大的编制对话框能力，编制简单，但 Pro/TOOLKIT 并不提供对 MFC 的支持，在 Pro/TOOLKIT 中并不能直接应用 MFC 对话框。 本课题通过动态连接库开发了 Pro/TOOLKIT 与 MFC 的接口，利用 MFC 强大的功能实现 对话框的开发，在 Pro/Engineer 环境中生成 MFC 对话框，方便、自然、快捷地进行人 机交互。 第三节 总体设计框架 本设计将采用基于三维模型的参数化设计方法进行二次开发，基本做法是用交互 方式创建三维模型，再利用 Pro/Engineer 的参数功能建立设计参数，然后由 Pro/TOOLKIT 应用程序检索出模型的设计参数，并提供参数的编辑功能和根据新的设计 8 参数再生三维模型的功能，设计流程如图 2.1 所示。 图 2.1 基于三维模型的参数化设计实现过程 与基于命令流的设计方法相比，有如下优势：一、程序设计简便，对于形状复杂 的产品模型完全依靠 Pro/TOOLKIT 应用程序来生成三维模型是非常困难的，有时甚至 是不可能的；二、基于模型的方法可以创建 Pro/Engineer 的全部特征，包括 （Blend）混合等高级特征。 9 第三章 装载机工作装置参数化设计 第一节 概述 装载机铲掘和装卸物料的作业是通过工作装置的运动实现的。装载机的工作装置 由铲斗、动臂、摇臂、连杆（或托架）及液压系统组成（如图 3.1 所示） 。铲斗用来铲 装物料，动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接，转斗油缸通过摇臂、 连杆（或托架）使铲斗转动。 由动臂、动臂油缸、铲斗、转斗油缸、摇臂、连杆（或托架）及车架相互交接所 构成的连杆机构，在装载机工作时要得到保证。当动臂处于某种作业位置不动时；在 转斗油缸的作用下；通过连杆机构使铲斗绕其交接点转动；当转斗油缸闭锁是，动臂 在动臂油缸的作用下提升或下降铲斗的过程中，连杆机构应能使铲斗在提升时保持平 移或斗底平面与地面的夹角变化控制在很小的范围，以免装满物料的铲斗由于铲斗的 倾斜而使物料洒落；而在动臂下降时，又自动将铲斗放平，以减轻驾驶员的劳动强度， 提高劳动生产率。 第二节 工作装置结构设计简介 根据装载机用途、作业条件及技术经济指标等拟定的设计任务书的要求，选定了 工作装置的结构形式后，便可进行工作装置的结构设计。了解工作装置的设计流程将 10 有利于二次开发参数的提取。 工作装置的结构设计包括： （1）确定动臂长度、形状及与车架的铰接位置； （2）确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程； （3）连杆机构的设计。 工作装置的结构设计是个比较复杂的问题，因为组成工作装置的各个构件的尺寸 及位置的相互影响，可变性很大。在满足要求的情况下，可以有各种构件尺寸及铰接 点位置。因此，尽量把这些尺寸参数提取出来，以便后面的二次开发。 第三节 建立骨架模型 TOP-DOWN 设计方法是参数化建模的一种比较高效的设计方法，中文名叫自顶向下设计， 主要是利用骨架模型控制整个产品的形状尺寸，以方便零件各个尺寸和形状的修改。 骨架建模是 TOP-DOWN 设计方法的重要步骤，下面就详细介绍装载机工作装置部分组件 的骨架模型的建立。 1、在 Pro/Engineer 环境下新建组件 打开 Pro/Engineer Wildfire 4.0，新建一个组件,名称为 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI（为 方便记忆，名称为“工作装置”的拼音） ，选择使用缺省模板。 图 3.2 新建组件 2、添加参数 点击“工具/参数” ，添加相应参数名称、数值、说明，并点击“确定”完成参数定义。 具体参数如下： 11 LAB 3000 动臂长度 M 1.3 摇臂长、短臂之比 LEG 680 摇臂短臂长度 JIAODU1 23 摇臂长、短臂角度 JIAODU2 170 铲斗上两个铰接点连线与垂直向下的角度 LFC 650 连杆长度 R 800 轮胎半径 ZHIBANKUAN 250 左右支板间距 DONGBIKUAN 1300 左右动臂板间距 DOUKUAN 3000 左右铲斗壁板间距 H1 100 H 点距直线 AB 的距离 H2 600 G 点距直线 AB 的距离 HBC 450 铲斗两个铰接点的距离 AX 830 动臂与车体铰接点的位置 AY 1600 DX 1250 转斗油缸与车体铰接点的位置 DY 1660 IX 700 动臂油缸与车体交接点的位置 IY 900 X 1700 轮胎位置 Y 200 BN 1200 动臂与铲斗铰接点至斗尖的距离 LAH_ 0.5 H 点在直线 AB 上的投影到 A 点的距离与动臂长度的比值 LAG_ 0.666 G 点在直线 AB 上的投影到 A 点的距离与动臂长度的比值 HB 350 B 点的高度 LDE 1468 转斗油缸长度 LIH 1392 动臂油缸长度 12 图 3.3 参数对话框 3、新建骨架模型 单击工具条上的“创建” ，在弹出的“元件创建”对话框中选择类型为骨架模型，按默 认名称即可，单击确定，如图 3.4 所示。 图 3.4 新建骨架模型 在弹出的“创建选项”对话框中选择创建特征，单击确定完成骨架模型的创建，如图 3.5 所示。 图 3.5 创建选项对话框 13 4、坐标系关联主模型 这一步主要是为骨架模型窗口添加与 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 组件同步的基准坐标 系，是骨架模型与 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 组件模型同步。 在骨架模型窗口界面下，单击“插入/共享数据/复制几何” ，单击取消“仅限发布几何” 选项，再单击“打开文件” ，选择 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 组件，单击打开，如图 3.7 所示；在弹出的“放置”对话框中单击确定，如图 3.8 所示。 图 3.6 复制几何操作栏 图 3.7 选取数据来源文件 图 3.8 放置对话框 选择参照，在弹出的下来菜单中单击下面的参照编辑框，进入选取参照界面，也 就是 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 组件的界面，如图 3.9 所示。 14 图 3.9 选取参照 然后单击选择基准坐标系，单击鼠标中间确认完成选取，则在骨架模型窗口下生 成了“外部复制几何”特征，同时在模型窗口也生成了基准坐标系的复制几何，如图 3.10 所示。 图 3.10 完成复制几何后的外部复制几何标识显示 5、创建工作装置的整体控制草图 整个工作装置的几何模型其实就是杆机构，所以这里先利用草图做出各杆的大致 位置，后面的实体模型则可以根据草图进行设计，只要草图修改，则实体模型也随之 发生变化，实现草图对模型的控制。 为了方便建模和修改，首先我们来做一下通用设置。单击右边“特征管理器”顶 端的“设置” ，在下来菜单下选择“树过滤器” ，在弹出的“模型树项目”对话框上选 择特征，单击“确定”完成设置，如图 3.12 所示。 15 图 3.11 打开树过滤器 图 3.12 树过滤器设置 此时， “特征管理器”就显示了除当前模型以外所有特征，如下图所示。 图 3.13 设置树过滤器后的特征显示 16 完成通用设置后，开始绘制整体控制草图。激活骨架模型窗口，单击“草绘”按 钮，选择一个平面，再单击“草绘”进入草绘界面。绘制工作装置控制草图，完成 草图会之后将草图名称改为“工作装置总体控制草图”绘制成的草图如下图所示。 图 3.14 总控制草图 然后按照前面设定的参数标注控制尺寸。 6、创建控制平面 由于工作装置关于一平面对称的，所以建模的时候我们只需要建一边的模型，另 一边的模型则使用“镜像”命令进行特征的镜像。为方便控制动臂板、支板、铲斗的 宽度，我们首先建立三个与之对应的平面。 激活骨架模型窗口，单击“平面”工具按钮，选择中心面（即整体控制草图的 平面） ，然后按住平面中心的白色正方形往外拉，则成功创建一平面，将起名字改为 “右支板中心” 。然后用同样的方法创建另外两个平面，分别命名为“右动臂板中心” 和“右铲斗板中心” 。完成后模型界面和特征管理器分别如图 3.15 和图 3.16 所示。 图 3.15 添加控制平面 17 图 3.16 总控制草图和控制平面的特征显示 7、添加关系式 为了使草图和前面所设置的参数关联，就要编写关系式。值得注意的是，关系式关系式 和参数必须在和参数必须在 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asmGONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 模型下编写模型下编写，因为这是模型控制的主控窗口， 如果在其他窗口下编写，则该关系式或者参数只在当前窗口的当前模型有效，对总体 模型无效。在后续的二次开发编程时程序也不能识别其他窗口的参数。具体关系式如 下： d47:0=JIAODU1 /*摇臂长、短臂角度 d49:0=jiaodu2 /*铲斗上两个铰接点连线与垂直向下的角度 d29:0=leg /*摇臂短臂长度 d38:0=m*leg /*摇臂长臂长度 d28:0=lab /*动臂长度 d40:0=lfc /*连杆长度 d45:0=d28:0*lah_ /*H 点在直线 AB 上的投影到 A 点的距离 d46:0=d28:0*lag_ /*G 点在直线 AB 上的投影到 A 点的距离 d25:0=2*r /*轮胎直径 d44:0=hb /*B 点的高度 d66:0=lde /*转斗油缸长度 d67:0=lih /*动臂油缸长度 d74:0=ZHIBANKUAN/2 /*左右支板间距 d72:0=DONGBIKUAN/2 /*左右动臂板间距 d70:0=DOUKUAN/2 /*左右铲斗壁板间距 d36:0=h1 /*H 点距直线 AB 的距离 d37:0=h2 /*G 点距直线 AB 的距离 d43:0=hbc /*铲斗两个铰接点的距离 18 d30:0=ax /*动臂与车体铰接点的位置 d31:0=ay d34:0=dx /*转斗油缸与车体铰接点的位置 d35:0=dy d32:0=ix /*动臂油缸与车体交接点的位置 d33:0=iy d27:0=x /*轮胎位置 d26:0=y 8、其他组件模型框架的建立 激活 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 模型窗口，单击“创建”按钮，在弹出的“元件 创建”对话框中选择“子组建” （因为动臂是由多个零件组成的） ，在名称编辑框输入 dongbi（动臂的拼音） ，单击“确定”弹出“创建选项”对话框（如图 3.17 所示） ，创 建方法选择“定位缺省基准” ，定位基准的方法选择“对齐坐标系与坐标系” ，单击 “确定” （如图 3.18 所示） ，在模型窗口选择 GONG_ZUO_ZHUANG_ZHI.asm 模型的基准坐 标系 ASM_DEF_CSYS，完成 dongbi 子组件的建立，如图 3.19 所示。 图 3.17 新建子组件 19 图 3.18 定位缺省基准 图 3.19 选取基准 使用同样的方法，再新建以下子组件：chandou（铲斗） 、youbi（游臂） 、 liangan（连杆）zhuandouyougang（转斗油缸） 、dongbiyougang（动臂油缸） 。完成后 “特征管理器”如图 3.20 所示。 图 3.20 添加工作装置所有子组件后的特征显示 至此，模型的主要框架基本完成，各个组件下的子组件或者零件均按同样的方法 在对应的组件下建立。 第四节 动臂参数化建模 对一个组件的参数化建模比较有难度，这里利用 TOP-DOWN 的设计理念对组件模型进行 建模，TOP-DOWN 设计理念是比较先进的，表述出来比较麻烦，这里不可能把所有的部 20 件一一阐述，所以这里只详细介绍动臂的建模步骤，其他模型可以依此类推。 首先，打开 DONGBI.ASM，在动臂组件下新建以下零件（注意是零件而不是子组件）： dongbiban（动臂板） 、wanban1（弯板 1） 、wanban2（弯板 2） 、wanban3（弯板 3） 、 zhiban（支板） 。完成后特征管理器如图 3.21 所示。 图 3.21 添加动臂的子零件后的特征显示 1、动臂板建模 打开 DONGBIBAN.PRT，在菜单栏选择“插入/共享数据/复制几何” ，按照第 6 点的方法 进行。要注意的是：复制几何的模型来源应该是骨架模型而不是主模型。在“参照” 选项卡下拉菜单， “链”编辑框选择需要的曲线， “参照”编辑框选择“右动臂板中心” 平面。完成后此时模型窗口如下图所示。 图 3.22 动臂板建模的复制几何参照 特征管理器则多了一个“外部复制几何”标识，如图 3.23 所示。 21 图 3.23 外部复制几何的特征显示 下面就可以进行“动臂板控制草图”的绘制了。单击“草绘”工具按钮，选择 “右动臂板中心”平面，点击鼠标中键完成选取，则进入了草绘界面。 进入草绘界面后，单击“使用”按钮，然后选择三个圆，动臂板控制草图则 可以根据这三个圆的位置进行绘制。如此以来，动臂板就可以用骨架模型进行控制了。 根据这三个圆的位置，绘制如图 3.24 所示动臂板的截面草图，并将特征管理器的 名称改为“动臂板控制草图” 。 图 3.24 动臂板草图 单击“拉伸”工具按钮，在模型窗口选择动臂板控制草图，选择对称拉伸模 式，深度值输入 40（暂定） ，如图 3.25 所示，单击鼠标中键完成，将拉伸名称改为 “动臂板” 。 22 图 3.25 拉伸操作栏 然后，再完成各个孔凸台的建模，这样就得出了如图 3.26 所示的动臂板实体模型。 图 3.26 动臂实体模型 2、横梁控制草图的绘制 由于弯板和支板有一定的相似性，我们可以使用同一个草图进行控制。 打开骨架模型，新建一个草图，命名为“横梁控制草图” ，绘制如图 3.27 所示图 形。 图 3.27 横梁控制草图 3、弯板 1 建模 打开 WANBAN1.PRT，利用同样的方法插入外部复制几何标识，插入的几何如图 3.28 所示。 23 图 3.28 插入弯板的控制平面 其中，图中两个与动臂板类似平面的外部复制几何标识来自 DONGBI.ASM，为的是 控制弯板的拉伸长度。 点击“拉伸”按钮，在“放置”选项卡下单击“定义” ，选择中性面，单击鼠 标中键进入草绘界面，然后单击“使用”按钮，选取外部复制几何标识的几条曲 线，修剪掉多余部分，如图 3.29 所示。 图 3.29 绘制弯板 1 草图 点击“完成”按钮，完成草图进入拉伸选项。在拉伸选项上选择“拉伸至选 定的点、曲线、平面或曲面”按钮，在“选项”选项卡的“第 1 侧”和“第 2 侧”先 后选择“到选定的” ，选取外部复制几何标识的两个平面，点击鼠标中键完成弯板 1 的 创建，如图 3.30 所示。 24 图 3.30 设置弯板 1 的拉伸选项 弯板 1 成功创建后，模型窗口如图 3.31 所示。 图 3.31 弯板 1 实体模型 4、支板、弯板 2 和弯板 3 的建模 介绍到这里，下面支板、弯板 2 和弯板 3 的建模就简单得多了，基本就是按照前面所 讲的方法。但是这里要首先对支板进行建模，然后再对弯板 2 和弯板 3 进行建模，原 因是弯板 2 和弯板 3 将使用到支板的平面，拉伸时与弯板 1 类似。 具体模型如下列图所示。 图 3.32 支板模型 图 3.33 弯板 2 模型 图 3.34 弯板 3 模型 5、动臂三维模型 25 图 3.35 动臂三维模型 至此，动臂的建模介绍完毕，其他部件的建模方法类似，只是选取的参照和图形可 能不同。以上介绍的是 TOP-DOWN 设计理念的一种实现形式，当然，建模的形式并 不是单一的，但无论是哪种形式，都是为了方便对模型的控制。 6、完成整个工作装置的建模 图 3.36 装载机工作装置三维模型 26 第四章 菜单与对话框的开发 第一节 配置 VS2005 配置第三方编程软件是 Pro/Engineer 二次开发的基本步骤，主要工作是让 VS2005 包含 Pro/TOOLKIT 的库文件和包含文件，保证 Pro/TOOLKIT 函数能在 VS2005 上正确引 用。下面将详细介绍 VS2005 的二次开发配置步骤： 1、先确认 Pro/TOOLKIT 安装成功。 2、打开 VS2005，点击“工具/选项” ，弹出选项对话框，如图 4.1 所示。 图 4.1 选项对话框 3、展开树形目录“项目和解决方案” ，点击“VC+目录” ，在“显示以下内容的目 录”下选择“包含文件” ，添加如下路径： .includes .protoolkitincludes .protoolkitprotk_applsincludes .prodevelopincludes .prodevelopprotk_applsincludes 注意：这里的路径要求是完整路径， “.”代表的是 Pro/Engineer 的安装目录，如图 4.2 所示。 27 图 4.2 添加包含文件 4、在“显示以下内容的目录”下选择“库文件” ，添加如下路径： .protoolkiti486_ntobj .prodevelopi486_ntobj .i486_ntobj 这里同样要求完整路径，如图 4.3 所示。 图 4.3 添加库文件 5、新建项目。点击“文件/新建/项目” ，项目类型选择 MFC，模板选择 MFC DLL， 名称栏输入“Z_Z_J” ，位置栏选择“F：” （位置可根据个人的喜好设置） ，单击确定 完成项目创建，如图 4.4 所示。 28 图 4.4 新建 MFC DLL 项目 6、进入 Z_Z_J 项目界面后，点击“项目/Z_Z_J 属性” ，配置选择“Debug” ，左边 树形菜单选择“配置属性/链接器/输入” ，在“附加依赖项”输入如下库文件： wsock32.lib、mpr.lib、psapi.lib、protk_dllmd.lib，在“忽略特定库”添加 libcmtd.lib，单击确定完成配置，如图 4.5 所示。 图 4.5 添加附加依赖项和忽略特定库 29 Debug 通常称为调试版本，它包含调试信息，并且不作任何优化，便于程序员调试 程序。Release 称为发布版本，它往往是进行了各种优化，使得程序在代码大小和运行 速度上都是最优的，以便用户很好地使用。实际上，Debug 和 Release 并没有本质的 界限，他们只是一组编译选项的集合，编译器只是按照预定的选项行动。事实上，我 们甚至可以修改这些选项，从而得到优化过的调试版本或是带跟踪语句的发布版本。 第二节 菜单设计 1、编写菜单信息资源文件 信息资源文件用于提供菜单的标签文本和帮助信息，如果要向 Pro/Engineer 中添加菜 单，就必须使用信息资源文本，否则，所添加的菜单不会在 Pro/Engineer 菜单栏中出 现。 信息资源文件是一种 ASCII 码文件，用来定义菜单项、菜单项提示等信息，可以用记 事本和写字板等文字处理软件建立，也可以在 VS2005 的集成开发环境中建立，但必须 以纯文本格式保存。在信息文件中以 4 行为一组，其含义为： 第一行：Pro/Engineer 系统可以识别的关键字。该关键字必须与使用该信息文件函数 中的相关字符串相同； 第二行：在菜单项或菜单项提示上显示的英语文本； 第三行：另一种语言的译文或为空，这里为中文； 第四行：当前的 Pro/Engineer 版本为空， “#”号。 本设计将向 Pro/Engineer 界面的顶部菜单栏中添加一个名为“装载机工作装置”的 Menu bar 类型的菜单，下属两个菜单项：工作装置参数和关于。 “工作装置参数”的功 能是调出参数输入对话框， “关于”的功能是一些说明，如图 4.6 所示。 图 4.6 用户添加的自定义菜单 菜单资源文件文本如下： GZZZ /用户接口程序 return status; 其中，user_initialize()是 Pro/TOOLKIT 应用程序的初始化函数，用来对同步模 式的 Pro/TOOLKIT 应用程序进行初始化。任何同步模式的应用程序要在 Pro/Engineer 软件中加载都必须包含该函数。在该函数中可以设置用户的交互接口，比如设置菜单， 调用对话框或直接调用所需函数等。 31 同时，还要在 Z_Z_J.cpp 文件中添加函数 externC void user_terminate()如下 所示： externC void user_terminate() /用户添加的终止代码 user_terminate()函数在 Pro/Engineer 终止同步模式的 Pro/TOOLKIT 应用程序时 调用，该函数由用户定义，也可以不执行任何动作。 在函数 externC void user_terminate()中添加的代码如下所示： externC void user_terminate() /用来存放资源信息文本文件的宽字符类型变量 ProFileName Msg; /返回值变量 ProError status; uiCmdCmdId uiCmdBtn1,uiCmdBtn2; /给变量 Msg 赋值 ProStringToWstring(Msg,usermsg.txt); status = ProMenubarMenuAdd(Menu ,GZZZ ,Help ,PRO_B_TRUE ,Msg ); /添加第一个菜单按钮 status = ProCmdActionAdd(Canshu,(uiCmdCmdActFn)CanshuShuxing ,uiCmdPrioDefault ,(uiCmdAccessFn)UserAccessTestMenu ,PRO_B_TRUE ,PRO_B_TRUE, status = ProMenubarmenuPushbuttonAdd(Menu ,Canshu 32 ,Canshu ,CanshuWenben ,NULL ,PRO_B_TRUE ,uiCmdBtn1 ,Msg ); /添加第二个菜单按钮 status = ProCmdActionAdd(Guanyu,(uiCmdCmdActFn)GuanyuShuoming ,uiCmdPrioDefault ,(uiCmdAccessFn)UserAccessTestMenu ,PRO_B_TRUE ,PRO_B_TRUE, status = ProMenubarmenuPushbuttonAdd(Menu ,Guanyu ,Guanyu ,GuanyuWenben ,NULL ,PRO_B_TRUE ,uiCmdBtn2 ,Msg ); return status; 其中，CanshuShuxing()和GuanyuShuoming()是自定义函数。CanshuShuxing()的 作用是调出参数输入对话框，GuanyuShuoming()是弹出一个说明消息框。具体代码如 下： int CanshuShuxing() AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState(); int status; G_Z_Z_Z dlg; /声明对话框 status = dlg.DoModal(); /创建并显示主对话框 33 if(status=0) AfxMessageBox(_T(主对话框创建失败!); return status; int GuanyuShuoming() AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState(); int status; G_Y dlg; /声明对话框 status = dlg.DoModal(); /创建并显示说明对话框 if(status=0) AfxMessageBox(_T(说明对话框创建失败!); return status; 其中，自定义函数中的 G_Z_Z_Z 和 G_Y 是自行新建的对话框类。 第三节 对话框设计 对话框是进行人机交互的界面，设计出简洁美观的对话框是提高人机交互的重要 保证。工作装置的参数比较多，这里把它们分为两类，一类是“主要参数” ，一类是 “其他参数” ，这就要求对话框有两个选项卡如图 4.7 所示。 图 4.7 主要参数输入对话框 34 下面我们开始对话框的设计与编程。 1、添加对话框资源。已知我们需要两个 Dialog 资源和 FORMVIEW 控件，分别把两 个 Dialog 资源的名称改为“工作装置属性”和“关于” 。在 4.2 节的基础上。主对话 框资源的创建步骤如下：在 VS2005 资源视图中点选“Z_Z_J” ，然后点击“项目/添加 资源” ，在弹出“添加资源”对话框中选择“Dialog” ，单击“新建” ，如下图所示。 图 4.8 选择 Z_Z_J 图 4.9 新建对话框资源 其它的资源也是利用同样的方法添加，其中 FORMVIEW 资源在 Dialog 展开树下添 加，如图 4.10 所示。 35 图 4.10 新建选项卡资源 对话框资源创建完成后资源视图如图 4.11 所示。 图 4.11 完成对话框新建后的资源视图 2、创建对话框类。将鼠标移到处于编辑状态的对话框上右击，在弹出的快捷菜单 中选择“添加类”命令。在“MFC 类向导”对话框的类名中输入 G_Z_Z_Z，单击完成按 钮，创建一个新的对话框类，如图 4.12 所示。 图 4.12 新建主对话框类 同样，为说明对话框添加 G_Y 类，为两个 FORMVIEW 资源分别添加 DIYIYE 类和 DIERYE 类。其中 DIYIYE 类和 DIERYE 类对应的 FORMVIEW 资源 ID 号分别为 IDD_FORMVIEW 和 IDD_FORMVIEW1。 3、添加位图资源（Bitmap） 。利用绘图等工具绘制如下三张图片，把图片保存在. .Z_Z_J3textresource 路径下（如果 resource 文件件不存在，则新建一个） 。注意 保存图片是一定