基于Pro/E的發動機連桿設計系統開發

2014-11-27 盛慶偉 昆明理工大學

  基于三維實體造型軟件Pro/E 對發動機連桿部件進行計算機輔助設計的二次開發。在Window XP 操作系統平臺上,借助Visual Studio 2008 語言開發環境,以及UI 可視化對話框技術,利用Pro/E 的二次開發工具Pro/TOOLKIT 及其相關接口函數,對發動機連桿部件進行可視化Pro/E Wildfire 5.0 系統開發。發動機連桿部件的設計子菜單被嵌入在Pro/E的主菜單中,針對連桿部件的設計實例,軟件通過連桿部件相關子菜單彈出的UI 對話框設計界面,在UI 對話框中輸入發動機連桿部件的設計參數并自動生成連桿體、襯套和軸瓦等連桿部件的三維造型。

1、引言

  20 世紀至今,計算機可視化動態模擬技術一直不斷前進發展。針對某一研究項目,用戶可以在一些初始條件和理論分析的基礎上創建相關的數學模型,運用計算機這一先進工具編制相應的軟件,模擬其真實運動情況。通過模擬數據結果對照已有的真實試驗測試結果,可以驗證改動態模擬基于的數學模型建立得是否正確;并且即而推廣到尚無真實試驗結果的未知領域,通過動態模擬得到所需的數據或結論。

  Pro/E 是一種采用了特征建模技術,基于統一數據庫的參數化的通用CAD 系統。二次開發工具Pro/TOOLKIT,在Pro/E 的基礎上進行二次開發,可以比較方便地實現面向特定產品的程序自動建模功能,并且可以把較為豐富的非幾何特征如材料特征、精度特征加入所產生的模型中,所有信息存入統一的數據庫,是實現CAD/CAE/CAM 集成的關鍵技術之一。利用Pro/E 提供Pro/TOOLKIT開發環境可以對Pro/E 系統進行高級開發,以滿足特殊場合的要求。Pro/TOOLKIT 包括了許多Pro/E 底層調用的庫函數和頭文件,借助第三方編譯環境(如C 語言,VC++)能夠創建在Pro/E環境運行的可執行程序(exe 文件)或動態連接庫(dll 文件)形式的程序,即Pro/TOOLKIT 應用程序。發動機連桿是一種用途十分廣泛且比較典型的機械構件,利用Pro/TOOLKIT 應用程序設計以對話框為主的主控界面和人機交互界面,實現連桿系統的參數化、可視化設計,這樣可以縮短產品的開發設計時間和節約客觀的設計資金,具有重要的設計和經濟價值。

2、Pro/ENGEER 二次開發的方法介紹

  Pro/ENGEER 的二次開發,利用標準零件間的相似性,發揮Pro/ENGEER 參數建模的特長,使用二次開發工具,如族表工具、用戶定義特征(UDF)、Pro/Program、J-link、Pro/TOOLKIT 等來實現。Pro/EWildfire 4.0 開始可以采用Visual Basic API,通過Visual Basic.NET 應用程序和應用程序(如MicrosoftWord、Excel 或Access)中的Visual Basic 宏來進行二次開發。目前,采用Automation GATEWAY插件和VB 的二次開發也比較常見。AutomationGATEWAY是某公司開發的針對Pro/E 軟件的二次開發工具,與Pro/E 系統自帶的二次開,Pro/TOOLKIT 相比,具有簡單易用的優點。應用Automation GATEWAY 可以自動實現Pro/E 任務,創建用戶界面,完全實現自動設計任務;應用Automation GATEWAY 可以把任何支持ActiveX 的應用程序和Pro/E 建立直接聯系。利用Visual Basic,可以使Microsoft Office 產品(如Word、Excel 和Explorer等)和Pro/ENGEER 對象之間進行數據交換。

3、連桿設計系統的開發

  3.1、系統開發平臺

  Visual Studio 2008 是一個功能強大的可視化軟件開發工具,運用MFC(micro soft foundation class library)構成了一個應用程序框架。Pro/TOOLKIT 是Pro/E 自帶的C 語言的二次開發工具,其開發程序有同步模式和異步模式兩種[5],開發采用同步模式。同步模式下Pro/E 根據注冊文件中的信息啟動根據注冊文件中的信息啟動應用程序,Pro/TOOLKIT 應用程序和Pro/E 產生各自的進程,程序的控制權在兩個進程之間切換。

  3.2、系統開發過程

  連桿設計系統的Pro/E 系統開發,是將三維造型程序化。在Visual Studio 2008 中編寫程序,借助UI 對話框實現參數輸入,再通過訪問零件族表(Family Tab)達到生成新模型的目的。利用Pro/TOOLKIT 為Pro/E 提供的開發工具包實現應用程序模塊與Pro/E系統的無縫集成,得到參數化的自動三維造型以完成二次開發。系統流程,如圖1 所示。

基于Pro/E的發動機連桿設計系統開發

圖1 系統流程圖

5、結論

  以應用廣泛的Pro/E 三維造型為基礎,在Windows 操作系統平臺上,借助Visual Studio 2008 語言開發環境進行C 語言程序的編寫,并結合Pro/E 二次開發工具Pro/TOOLKIT 實現了連桿設計系統的開發,通過訪問族表的方式達到模型生成的目的。系統擁有人性化的操作界面,使用方便,實用性強,大大提高了設計效率,對其他產品的設計有很大的借鑒意義。