基于VC的UG参数化二次开发在技术在铝电解多功能机组主梁.doc

482009年8月 中国制造业信息化第38卷第15期基于VC+的UG参数化二次开发技术 在铝电解多功能机组主梁的运用郑正国1,田文杰2(1.株洲天桥起重机股份有限公司,湖南株洲412001(2.河南省交通规则勘察设计院有限责任公司,河南郑州450052摘要:铝电解多功能机组是铝行业的主要专用设备,Unigraphics软件是一套以机械产品为主并集 成开发模块,以实现智能化机械设计系统的优秀软件,UG的二次开发技术主要通过UG/Open API或UG/Open GRIP来实现,基于此详细阐述了主梁的基本设计原理和主梁装配体参数化模 型设计的思想以及主梁参数化程序设计的开发过程。关键词:铝电解多功能组;主梁;参数化;VC+;UG Unigraphics;二次开发技术中图分类号:TBl24文献标识码:B 文章编号:16721616(200915004803铝电解多功能机组(Pot Tending Machine, 简称PTM是预焙阳极电解槽工艺操作的专用设 备,它将电解槽换极、捞渣、添加氧化铝、添加覆盖 料、出铝、抬母线、吊运电解槽及车间内零星吊运功 能集于一身,一直以来,PTM均被业界视为电解铝 技术发展的重要环节之一。美国.UGS公司的Un igraphics(UG【2J软件是一套优秀的以机械产品为 主的CAD/CAE/CAM一体化软件,应用范围非常 广泛,在引入国内不到10年的时间内,就拥有了几 百家用户,其发展势头非常强劲。用户若要以它为 平台进行二次开发,实现大型的机械设计系统(如 模具智能化专家系统CAD软件,就必须利用UG 的开发模块,借助C/C+,在以UNIX为操作系 统的工作平台或以Windows为操作系统的微机工 作平台上编写C程序,进而生成可执行文件。本 文是在以Windows NT 4.0为操作系统的微机工 作平台上进行基于VC+6.0J的UG(V14.0 二次开发,来对电解铝多功能机组的主梁进行参数 化设计。1UG Unigraphics二次开发技术 1.1UG/Open通过一个开放的平台,该平台包含一系列的基 于UG4的应用软件的柔性集成,其目的是为了计 算机集成应用,支持第三方和UG的应用,使基于 不同的计算机平台从不同的场所(不同的网络实 现数据共享,甚至可通过Internet访问它的内容。 它在注重于集成化和本地化的软件应用的同时,还 致力于建立一个能供各方利用的开放体系机构。 UG/Open为顾客提供了一种一定能够完成的应用 软件和工具,其具体能完成的工作包括:a.通过UG/Open API或UG/Open GRIP提 供了与UG对象模型(UG Object Model的接口; b.生成和管理用户自定义对象(User Defined Objects或Custom Objects,包括管理它们与UG 对象的相关性,提供一种刷新和显示用户自定义对 象的方法;c.提供反映第三方应用软件的UG图形界面 本地化方法;d.利用相关产品如IMAN ITK和Parasolid;e.利用和集成新的UG/Open技术并使之成为 应用可能。1.2UG/Open API(User Function它是一个允许程序访问并影响UG对象模型 的程序集,除程序外,它还提供一个UG所共容的 编译和连接程序的方式。它支持C/C+语言,头 文件(header files支持ANSI。在UG软件系统中 与它有关的还有:UG/OpenGRIP、UG/Open收藕日期:20090421作者简介:郑正国(1966一,男,湖南湘阴人,株洲天桥起重机股份有限公司工程师,主要从事铝电解多功能机组和桥门吊机组的技术开发 工作。 万方数据应用研究 郑正国 田文杰 基于VC+的UG参数化二次开发技术在铝电解多功能49GRIP NC、UG/Open MenuScript、UG/Open IMAN ITK和Parasolid。1.3UG/Open API执行许可证(execute li cense在安装UG/Open API软件包的每一个地点 都需要有UG/Open开发许可证(develop license 和执行许可证来开发运行一个UG/Open API程 序,在一个工作站上同时执行多进程API程序时 需要附加的UG/Open API执行许可证,用户通过 UF initialize(来访问,并通过UF terminate( 来返还这些许可证。例程和UG/Open API头文 件在用户应用平台UG安装目录下的ugopen目录 里,用户可以访问并利用这些程序和文件。2主梁基本设计原理参数化设计是规格化、系列化产品设计的一种 简单、高效、优质的设计方法。它一般是针对形状 比较定型的零件或部件,用一组参数约束该模型的 结构尺寸与拓扑关系;参数与设计对象的控制尺寸 有显式对应关系,当赋予不同的参数序列值时,就 可驱动典型模型,满足设计要求。本次设计以UG 为设计平台,采用三维模型与程序控制相互结合的 方式,三维模型通过UG的交互界面来创建,而不 是由程序来创建。在创建好的三维模型的基础上, 根据部件的设计要求建立一组可以完全控制三维 模型形状和大小的设计参数。然后利用Visual C +编程语言,针对该部件的设计参数进行编程, 实现对设计参数的查询、修改,还可根据新的参数 值更新模型,从而实现设计的变更,其主梁参数化 设计过程如图1所示。阿甄硐陌网图1主梁参数化设计过程3主梁装配体参数化模型设计 装配体设计主要有2种设计方法:自顶向下 法、自底向上法。传统的装配建模采用白底向上的 建模方法,即基于特征从零件到装配的方法。这种 装配方法思路简单、操作便捷,但与实际设计相矛 盾,不能满足机械系统的功能要求,无法支持设计 的全过程。而自顶向下法则从产品功能要求出发, 是在装配环境下对零部件进行高级操作,如高级零 件设计、零部件间的方程式、建立装配的特征等。 结合多功能机组主梁零部件结构简单的特点, 所有零件和子部件原则上采用3个基准面和结构 控制草图中的草图线段进行定位,不用其他零件定 位,以避免个别零件更换或丢失造成整个装配体的 混乱。需要注意的是,主梁装备过程中,由于阵列、 镜像等命令参数不能驱动,因此零部件的建模不能 使用这些命令,否则模型难以正常更新。若是零部 件的一些局部尺寸在装备图中难以表达,则可通过 方程式或父子关系建立与装配图中变量的关联。 设计生成的主梁装配体参数化模型如图2所示。图2主梁装配体参数化模型4主梁参数化设计的程序开发 在主梁装配体的参数化设计过程中,首先需要 确定参数化设计的方案,再在装配体模型中划分驱 动参数,确定各个参数的级别。具体参数包括影响 多个部件结构尺寸的一级参数、只决定本部件结构 尺寸的二级参数、受制于二级参数和一级参数的从 动参数及不对其他零部件产生任何影响或产生的 影响可以忽略的无关参数等4个级别。在参数划分的基础上,根据多功能机组主梁的 参数化设计要求,对模型参数进行定制修改,建立 参数间新的关联和约柬,并更新某些尺寸参数值和 约束关系,以驱动模型生成新产品,达到参数化设 计的目的。最后利用Visual C+编程语言进行 参数化程序的编写。在设计过程中,由于主梁参数较多,将所有参 数合成于一个界面显得繁琐,因此将主梁设计界面 分为主梁正面参数化(如图3所示和中间截面、头 部截面、连接板参数化(如图4所示。通过修改界 面中参数的数值,在位图中与之对应的参数的尺寸 也随着改变,从而实现了模型的参数化。5结束语 在UG环境中运用VisualC+程序语言对万方数据502009年8月 中国制造业信息化 第38卷第15期图3主梁正面参数化主梁进行了二次开发,开发出的主梁的三维参数化 模型,经验证能对主梁的每一个尺寸参数进行参数 化驱动,实现了真正意义上的参数化开发,该方式 才是真正的计算机辅助设计,而不是辅助绘图。采 用参数化设计绘图可以极大地降低设计人员的劳 动强度,缩短产品设计周期。同时它非常适用于设 计大量参数不同而结构相近的产品,即适用于系列 设计。图4中间截面、头部截面、连接板参数化参考文献:1张质文,虞和谦,王金诺,等.起重机设计手册M.北京:中 国铁道出版社。2001.2董正卫,田立中,付宜利.UG/OPEN API编程基础M.北 京:清华大学出版社,2002.3David Bennett.VisualC+开发人员指南M.北京:机械工 业出版社,1999.4吴家洲,吴波.UG软件的二次开发J.机床与液压,2001 (3:6769.Application of UGbased Parameterirzing Technologyin the Girder of Aluminium Electrolysis MachineZHENG Zhenggu01,TIAN Wenjid(1.Zhuzhou Tianqiao Crane Ltd.,Co.,Henan Zhuzhou,412001,China(2.Henan Province Institute of Communication Programmingand Reconnaissance Design,Henan Zhengzhou,450052,ChinaAbstract:The aluminium electrolysis machine is the important equipment in aluminium industry.Based on UG platform,it describes the design procress of the girder of aluminium electrolysis machine and the parame ters definition,shows the detail about the application system development.Key words:Aluminium Electrolysis Machine;Girder;Parameterization;VC+;UG Platform;Secondary Development(上接第47页 5徐德淦.电机学M.北京:机械工业出版社,200441张建民.机电一体化系统设计M.北京:高等教育出版社,6沈辉.精通SIMULINK系统仿真与控制M.北京:北京 2007大学出版社,2003.The Simulation Of DC Servo Motor Drive SystemZHANG Jiayang,GAO Haitao,ZHENG Lixi(Southeast University,Jiangsu Nanjing,211189,ChinaAbstract:It establishes an electromechanical model of DC servo motor drive system,makes simulation in Matlab with uncontrol strategy and PID controller.The simulation results show that system with uncontrol strategy has three shortcomings on stability,rapidity and accuracy while the response time of the system in PID controller shortened to two seconds,and the output stabilize at an ideal value.It satisfies the drive system requirements of stability,rapidity and accuracy,can greatly improve the mechanical properties of the drive system and driving capacity without improving performance of DC servo motor.Key words:DC Servo Motor;PID Controller;Mechanical Property;Load Capacity 万方数据 基于VC+的UG参数化二次开发技术在铝电解多功能机组主梁的运用作者:郑正国 , 田文杰 , ZHENG Zheng-guo, TIAN Wen-jie作者单位:郑正国,ZHENG Zheng-guo(株洲天桥起重机股份有限公司,湖南株洲,412001 , 田文杰,TIAN Wen-jie(河南省交通规则勘察设计院有限责任公司,河南郑州,450052刊名:中国制造业信息化英文刊名:MANUFACTURING INFORMATION ENGINEERI