基于Pro_E二次开发的连杆参数化设计技术

1、基于Pr o/E二次开发的连杆参数化设计技术3陈桦1,2,范晓斌1,徐文杰1(1.陕西科技大学机电工程学院,陕西,西安710021;2.西安工业大学,陕西,西安710021摘要:论述了在Pr o/E W ildfire环境下,利用其开发工具参数结合关系式功能来实现连杆参数化造型的方法,对菜单开发设计和U I对话框开发设计的关键技术进行研究。利用Pr o/E二次开发工具Pr o/T oolkit和族表开发技术,通过动态连接库方式,成功实现了与Pr o/E W ildfire410系统集成的发动机连杆参数化设计系统的二次开发。关键词:Pr o/Toolkit;族表;连杆;参数化设计;二次开发中图分

2、类号:TP391.72文献标识码:A文章编号: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是美国PT C公司开发的三维C AD/CAM系统,尺寸驱动、基于特征建模、单一全关联的数据库是其独有的特点1,它在三维零件设计和模具产品设计领域中得到广泛应用2。连杆是发动机中传递动力的重要零件,其型号种类众多,目前相关的研究主要集中在如何运用三维CAD软件进行连杆零件的建模上,而运用Pr o/E二次开发工具进行连杆参数化设计的研究相对较少。为此,文章应用Pr o/E的开发工具参数、关系

6、和应用程序开发接口对连杆零件进行参数化设计,采用Pr o/T oolkit和族表相结合的二次开发技术,并以第三方编译环境V isual Studi o2005为软件平台,开发基于Pr o/E W ildfire410的汽车发动机连杆参数化设计系统,实现快速、精确造型的目的,提高连杆零件的设计效率。1发动机连杆参数化设计系统特点连杆参数化设计采用参数化模型,通过调整连杆的参数来修改和控制几何形状,从而自动实现连杆零件的精确造型。这是一种以新的思维方式来进行产品创建和修改设计的方法,与传统设计方法相比,其最大的不同在于它存储了连杆设计的整个过程,能设计出一族而不是单一的连杆零件模型,且其设计结果是

7、包含设计信息的模型。这种方法能够使工程设计人员不需要考虑细节而能尽快草拟连杆零件图,并可以通过变动某些连杆的约束参数而不必运行连杆零件设计的全过程来更新设计,因此能十分方便地创建在形状或功能上相似的设计方案。应用连杆参数化设计,便于实现连杆的系列化设计,可缩短产品的研发周期,减少重复设计,节约研发成本;同时符合柔性制造技术的特点,能快速响应市场需求,极大地方便了不同零件产品的加工制造。文章采用零件三维模型与程序控制相结合的方式进行连杆的参数化设计,首先在Pr o/E环境下利用交互方式生成连杆零件三维模型,然后在已创建的零件三维模型基础上,根据零件的设计要求采用族表技术,以生成的三维模型为父零件

8、,建立一组可以完全控制三维模型形状和大小的设计参数。参数化程序再针对该零件的设计参数进行编程,实现设计参数的检索、修改和根据新的参数值生成新的三维模型的功能,其过程如图1所示。111陈桦等基于Pr o/E二次开发的连杆参数化设计技术塑料2009年38卷第5期3收稿日期:2009-01-12基金项目:陕西省科技攻关项目(2007K05211;陕西省科技大学研究生创新基金。作者简介:陈桦(1962-,男,陕西西安人,博士,教授,硕士生导师,主要研究方向:计算机支持的协同工作(CSC W、X ML技术研究及应用。 图1基于三维模型的参数化设计实现过程2基于族表的连杆组件参数化建模技术族表可用于管理具

9、有相同或相近结构的零件,特别适用于标准零件的管理3。它是以建立的基础零件为父零件,然后在族表中定义各个控制参数来控制模型的形状及大小,通过改变各个参数的值就可以控制各种子零件。发动机连杆设计中的组件,包括连杆体、衬套、轴瓦、螺栓具有类似标准件库的特点,可以将它们分别设计成族表,实现连杆的参数化设计。其设计模块间的关系如图2所示 。图2设计模块关系图在创建父零件和设置族表时,先在Pr o /E W ildfire 零件模式下以交互方式创建连杆体的基准零件,以作为父零件。然后在其基础上对部分特定参数加以控制生成派生零件,利用Pr o /E “工具”选项下的“参数”+“族表”命令,创建族表参数。先增

10、加表列以控制变量,按照规定的尺寸选择增加内容。由于杆身宽度和长度、大小头孔直径和宽度是连杆体的主要参数,对连杆体的整体参数化设计起到关键的作用,因此连杆体族表表列可以增加杆身宽度(B 、连杆长度(S 、小头直径(DD 1和宽度(B 1、大头孔直径(DD 2和宽度(B 26项内容;再增加实例以输入具体的参数值,创建实例模型,完成族表。如图3所示 。图3创建基准零件和族表而其他一些非独立参数的尺寸不出现在族表中(如螺栓孔距离及直径尺寸,将这些尺寸与标准中的尺寸建立一定的关系,使之随标准尺寸变化而变化,自动实现特征的创建。3连杆参数化设计系统开发的关键技术3.1Pr o /E W ildfire 菜

11、单栏菜单设计技术在Pr o /E 主界面中添加连杆设计菜单按钮及菜单按钮调用的动作,这是进入系统的关键,需要通过Pr o /T oolkit 函数和一个相应的信息文件(M essageFile 共同完成4。在消息文件里主要定义菜单项、菜单项提示等信息。再应用Pr o /T oolkit 提供的一系列函数,利用C +语言编写源文件,依照信息文件设置菜单按钮动作,创建菜单和菜单按钮等。以下是本程序的菜单添加过程: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 原有菜单中创建新菜单。其中,U ser M enu 为所创建菜单的名称;菜单栏中显示的标题内容为信息文本文件U ser M sg 中“Connectingr od ”语句组所指代的内容。2Pr o Menubar menu Menu Add (“U ser M enu ”,“Components design ”,“Components design ”,NULL,PRO_B _F ALSE,U ser M sg ,其功能是在菜单栏“U ser M enu ”下再添加一个名称为“Components design ”的子菜单,并将其置于菜单的最顶端;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 ,其功能是先定义一个命令:“command ”,此命令调用函数U ser LGT D ial ogCall 。其中,命令指动作名称,可任意命名,但必须保证唯一;c md_id 指分配的动作标识。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 ,其功能是设置子按钮,用于调用主对话框。其中Components design 为按钮父菜单的名称;Shank de 2sign 为子按钮的名称。5完成上述操作后生成的菜单结构如图4所示。3.2U I 对话框的开发及应用弹出式对话框是目前最先进、最流行的一种人机交换界面,它能提供图形与文字共存的可视化环境,使操作更为自然、简便和快速。文章利用Pr o /T oolkit 提供的U I (U ser I nterface D

15、ial ogBoxes 对话框操作函数和Pr o /E 资源进行交互界面的开发5,211陈桦等基于Pr o /E 二次开发的连杆参数化设计技术塑料2009年38卷第5期设计出与Pr o /E 界面风格相一致的人机交互界面,实现系统间的无缝集成 。图4系统菜单结构在U I 对话框功能实现部分的程序设计中,为使程序具有良好的扩充性,将功能实现部分作为一个独立的C +源程序添加到工程文件中。该程序主要是解决对话框中按钮的动作和输入框中数值的显示与输入动作,实现零件模型再生。主要设计程序如下:U ser LGT D ial ogCall (./将对话框connecting_r od 调入内存Pr oU

16、 I D ial ogCreate (“connecting_r od ”,“connecting_r od ”;/设置Ok Butt on1(整体连杆图形输出按钮激活函数Pr oU I Pushbutt on Activate Acti onSet (“connecting _r od ”,“Ok Butt on1”,U ser LGT OK1Acti on,(Pr oAppData data1;./显示激活对话框,接受用户交互Pr oU I D ial og Activate (“connecting_r od ”,&status ;/释放对话框所占内存Pr oU I D ial

17、og Destr oy (“connecting_r od ”;其中U ser LGT OK1Acti on 为自定义动作函数,是为了实现参数值的更新,主要用到Pr oU II nput panel V alueGet 等函数读取输入框的数据,以及重新设置模型中的参数值等。4连杆参数化设计系统的实现在所有程序源代码编写完成后,对VC +.Net 设置必要的环境参数,并进行程序的调试和编译。编译成功后,得到动态链接库文件liangan .dll,最后制作一个后缀为.dat 的注册文件6,使可执行文件能够集成到Pr o /E 当中并可以运行。图5为根据Pr o /E 连杆参数化设计系统生成的连杆体

18、零件 。图5根据输入参数生成连杆体零件5结论通过利用Pr o /E 二次开发工具Pr o /T oolkit 和族表开发技术,并结合第三方编译环境V isual Studi o 2005,通过开发“汽车发动机连杆参数化设计系统”来说明应用Pr o /Toolkit 和Fa m ilyTab 进行菜单开发、对话框开发和三维参数化设计的关键技术。这种利用参数化设计程序通过设计变量来控制零件三维模型生成的方法,可以大大提高零件的设计效率,缩短新产品的设计周期,从而实现产品的快速开发与设计。参考文献:1黄继明.CAD 技术在机械产品设计中的应用现状及对策J .机械研究与应用,2004,6(17:12-

19、15.2唐小云,葛正浩.基于Pr o /E 的电池盒盖注塑模设计J .塑料,2008,37(3:110-112.3丁英杰,葛正浩,张院民,等.基于Pr o /E 注射模标准件库的开发J .塑料,2007,36(2:91-94.4张继春.Pr o /ENGI N EER 二次开发实用教程M .北京:北京大学出版社,2003.5房丽娜,郭培全.Pr o /E 的二次开发与应用J .济南大学学报:自然科学版,2007,21(2:157-160.6李世国.Pr o /Toolkit 程序设计M .北京:机械工业出版,2003.(本文编辑GZ W (上接118页3汉斯茨魏费尔.塑料添加剂手册M .北京:化学工业出版社,2005:653-654