1922_基于ProToolkit的止動(dòng)片沖裁模三維參數(shù)化設(shè)計(jì)

1922_基于ProToolkit的止動(dòng)片沖裁模三維參數(shù)化設(shè)計(jì),基于,protoolkit,止動(dòng)片沖裁模,三維,參數(shù),設(shè)計(jì) 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè)基于Pro/toolkit的止動(dòng)片沖裁模三維參數(shù)化設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了在VC的集成開發(fā)環(huán)境下開發(fā)基于 Pro／toolkit的止動(dòng)片沖裁模三維參數(shù)化設(shè)計(jì)。提出了利用Pro／E的開發(fā)工具Pro／toolkit參數(shù)化建模和裝配的方法。并以止動(dòng)片沖裁模為例詳細(xì)介紹了該CAD系統(tǒng)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：Pro／toolkit；止動(dòng)片沖裁模；參數(shù)化設(shè)計(jì)Abstract: this paper introduces the integrated development environment in VC next based on the development of the Pro/toolkit stop moving piece of punch die 3 dimensional parametric design. Put forward by using Pro/E development tool to Pro/toolkit parameterized modeling and assembly method. And to stop moving piece of punch die for example detailed introduces the application of CAD system. Keywords: Pro/toolkit; Stop moving piece of punch die; Parametric design 前言參數(shù)化設(shè)計(jì)方法具有高效性、實(shí)用性的特點(diǎn)，在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)及專用 CAD 系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的使用價(jià)值。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，能夠減少重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)效率，符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。人類文明的發(fā)展、科技的進(jìn)步已和數(shù)控機(jī)床的研究及Pro／toolkit的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)產(chǎn)生了密不可分的關(guān)系。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化離不開CAD/CAM系統(tǒng)的支持。Pro／E作為通用的三維CAD/CAM系統(tǒng)在功能上基本能滿足產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)要求, 但要高效地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)以滿足更高層次的要求，必須借助于高級(jí)開發(fā)工具包Pro／toolkit [1]。Pro／toolkit是PTC 公司為 Pro／E軟件提供的開發(fā)工具包，即應(yīng)用程序接口（API） 。其主要目的是讓用戶或第方通過C程序代碼擴(kuò)充Pro／ E系統(tǒng)的功能，開發(fā)基于Pro／E系統(tǒng)的應(yīng)用程序模塊，從而滿足用戶的特殊要求。Pro／toolkit工具包提供了開發(fā)Pro／E所需的函數(shù)庫(kù)文件和頭文件， 使用戶能夠定制標(biāo)準(zhǔn)Pro／E用戶界面的能力，自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)性的程序 [2,3]。通過Pro／ E集成的內(nèi)部程序（DII）或外部應(yīng)用程序（Exe）可以為造型用戶提供 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè)自定義的應(yīng)用程序、設(shè)計(jì)規(guī)劃和繪圖自動(dòng)化,，并可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序模塊與Pro／E系統(tǒng)的無(wú)縫集成 [4]。1.止動(dòng)片沖裁模參數(shù)化CAD系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介利用Pro／toolkit提供的開發(fā)接口，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)接口模型、定制的用戶界面模塊和零件參數(shù)化模塊的二次開發(fā) [5]。本系統(tǒng)由大模塊構(gòu)成通過VC++開發(fā)的用戶界面模塊、利用Pro／E建立零件模型庫(kù)及裝配關(guān)系模型庫(kù)模塊、實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的Pro ／toolkit應(yīng)用程序模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。其中各大模塊下又劃分若干個(gè)子模塊。各模塊相互關(guān)聯(lián)，相互調(diào)用。這樣便可在Pro／E的環(huán)境下顯示止動(dòng)片沖裁模的三維實(shí)體模型。如用戶對(duì)當(dāng)前的設(shè)計(jì)不滿意, 可返回用戶界面，重新設(shè)計(jì)，也可在零件模型參數(shù)顯示界面更改參數(shù)變量重新生成零件。2.Pro／E與 VC接口的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用 VC 設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的人機(jī)交互界面，利用 Pro／E 的二次開發(fā)包Pro／toolkit 提供的函數(shù)，編寫 C 語(yǔ)言代碼 [6]。開發(fā)基于Pro／E的止動(dòng)片沖裁模三維參數(shù)化CAD系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)Pro ／E與VC系統(tǒng)的無(wú)縫連接：（1）在VisualC++集成環(huán)境里建立一個(gè)基于常規(guī)MFC的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的工程。（2）在工程的CPP文件中編寫 Pro／toolkit入口函數(shù)user-initialize() 和終止函數(shù)user-terminate()。（3）系統(tǒng)環(huán)境定制a.在工程里設(shè)置庫(kù)文件的環(huán)境方法是：Projec→Settings→Link，在Object/Library Modules里添加mpr.lib，protk-dll.lib，prodev-dll.lib，wsock32.lib等庫(kù)文件名。b.設(shè)置頭文件、庫(kù)文件的路徑方法是：Tools→Options→Directories，給出必要的文件路徑。如：D:\PROEWILDFIRE\PROTOOLKIT\INCLUDESD:\PROEWILDFIRE\PROTOOLKIT\I486-NT\OBJ。（4）注冊(cè)動(dòng)態(tài)連接文件并運(yùn)行 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè)在Pro／E中要運(yùn)行外部程序，必須對(duì)其進(jìn)行注冊(cè)。自動(dòng)注冊(cè)就是把注冊(cè)文件放Pro ／E的啟動(dòng)目錄下即可。而手動(dòng)注冊(cè)就是在Pro／E環(huán)境下選取Tools→Auxiliary Application對(duì)話框加載該注冊(cè)文件。這樣實(shí)現(xiàn)的連接后，止動(dòng)片沖裁模CAD系統(tǒng)就可在Pro／E環(huán)境下調(diào)用VC的資源，從而可大大擴(kuò)充原系統(tǒng)的功能，增強(qiáng)了可視化和交互性，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。3.止動(dòng)片沖裁模CAD系統(tǒng)參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)利用Pro／E的開發(fā)包Pro／toolkit提供的函數(shù)，在應(yīng)用程序中通過特征元素樹(featureelementtree)自動(dòng)創(chuàng)建三維模型的方法比較困難，并且開發(fā)包Pro／toolkit沒有提供創(chuàng)建全部特征的相關(guān)函數(shù)。因此，系統(tǒng)采用以人機(jī)交互建立的模型為基礎(chǔ)，通過動(dòng)態(tài)顯示和修改模型的參數(shù)變量，來控制模型的結(jié)構(gòu)，達(dá)到參數(shù)化自動(dòng)重建的目的 [7]。一般應(yīng)用在優(yōu)化技術(shù)上，通過將模型參數(shù)化，優(yōu)化過程中不斷對(duì)其進(jìn)行迭代而求出最佳解。參數(shù)化建模是參數(shù)（變量）而不是數(shù)字建立和分析的模型，通過簡(jiǎn)單的改變模型中的參數(shù)值就能建立和分析新的模型。 參數(shù)化建模的參數(shù)不僅可以是幾何參數(shù)，也可以是溫度、材料等屬性參數(shù)。在參數(shù)化的幾何造型系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)參數(shù)的作用范圍是幾何模型。但幾何模型不能直接用于進(jìn)行分析計(jì)算，需要將其轉(zhuǎn)化為有限元模型，才能為分析優(yōu)化程序所用。因此，如果希望以幾何模型中的設(shè)計(jì)參數(shù)作為形狀優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量，就必須將設(shè)計(jì)參數(shù)的作用范圍延拓至有限元模型，使有限元模型能夠根據(jù)設(shè)計(jì)變量的變化，實(shí)現(xiàn)有限元模型的參數(shù)化。參數(shù)化建模技術(shù)在輔助建筑設(shè)計(jì)上的應(yīng)用越來越廣泛，其發(fā)展時(shí)間短暫，發(fā)展速度卻令人嘆為觀止，目前在建或已建成的各種形態(tài)各異的建筑或多或少都有參數(shù)化軟件的設(shè)計(jì)輔助。3.1在Pro／E 環(huán)境下建立止動(dòng)片沖裁模系統(tǒng)零件庫(kù)即在Pro／E環(huán)境下建立用于產(chǎn)生一系列衍生件的三維模型樣板。在建立零件模型樣板時(shí)，要利用參數(shù)(Parameters)模塊創(chuàng)建參數(shù)變量，關(guān)系式(Relation)模塊建立參數(shù)驅(qū)動(dòng)關(guān)系, 以保證生成的新模型具有正確的約束和驅(qū)動(dòng)關(guān)系 [8]。同時(shí),參數(shù)化模型庫(kù)的建立也便于零件的統(tǒng)一管理和資源共享。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè)3.2參數(shù)變量的檢索參數(shù)對(duì)象(ParameterObject)和參數(shù)值(the Valueofaparameter)都是類型為結(jié)構(gòu)體的一種數(shù)據(jù)對(duì)象，參數(shù)的檢索、更新都要涉及到這兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) [9]。Pro／toolkit函數(shù)實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)的檢索，首先必須得到指向該參數(shù)對(duì)象的指針，若用戶已知參數(shù)的名稱，調(diào)用ProParameterInit()直接獲取該參數(shù)名對(duì)應(yīng)的參數(shù)對(duì)象指針。若用戶不知道參數(shù)的名稱,可調(diào)用ProPara-meterVisit()函數(shù)遍歷模型中的全部參數(shù) [10]。把檢索模型的參數(shù)指針存于類型為參數(shù)(ProParameter)的指針數(shù)組中。3.3三維模型的參數(shù)化重建要實(shí)現(xiàn)參數(shù)化, 必須實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流雙向傳動(dòng),即一方面從基準(zhǔn)模型設(shè)計(jì)參數(shù)傳遞到交互界面,供用戶修改另一方面,用戶修改后的新參數(shù)值要從用戶界面返回到基準(zhǔn)模型以實(shí)現(xiàn)參數(shù)更新,進(jìn)而重建零件模型 [11]。首先用ProMdlRetrieve()把零件從模型庫(kù)調(diào)入內(nèi)存,通過ProParameterlint()或ProParameterVisit()函數(shù)檢索出參數(shù)對(duì)象之后，通過(ProParameter)指針數(shù)組中各參數(shù)的指針調(diào)用ProParameterValueGet()函數(shù)可獲得類型為參數(shù)值(ProParameterValue)的結(jié)構(gòu)體變量,以此結(jié)構(gòu)體變量為輸入?yún)?shù)調(diào)用函數(shù)ProParameterValueGet()可設(shè)置修改參數(shù)之值 [12]。在參數(shù)更新之前，須按照約束條件進(jìn)行參數(shù)值合法性檢查。滿足約束條件的新的參數(shù)值才能向模型參數(shù)值結(jié)構(gòu)體賦值。最后，用ProSolidRegenerate()函數(shù)再生三維模型,完成零件的參數(shù)化自動(dòng)重建。這樣,通過函數(shù)檢索參數(shù)變量并對(duì)其賦值,再通過關(guān)系式傳遞驅(qū)動(dòng)關(guān)系和約束關(guān)系,便可控制模型的幾何特征,重建模型。應(yīng)用該系統(tǒng)設(shè)計(jì)止動(dòng)片沖裁模的整體三維裝配圖。4.結(jié)論本文利用VC開發(fā)環(huán)境和Pro／E二次開發(fā)技術(shù), 基于特征建模和參數(shù)化設(shè)計(jì),分析了止動(dòng)片沖裁模裝配組成及主要零部件之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系, 建立了主要零部件和裝配實(shí)體模型。確定了止動(dòng)片沖裁模的主要零件的參數(shù)化寸, 建立各尺寸之間的約束關(guān)系, 進(jìn)行止動(dòng)片沖裁模三維參數(shù)化設(shè)計(jì)和裝配, 實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過程中的自動(dòng)化和可視化, 大大縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。同時(shí), 系統(tǒng)對(duì)其 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè)它參數(shù)化CAD系統(tǒng)的開發(fā)有借鑒作用。參考文獻(xiàn)：[1].劉文生，等?；?Pro／E實(shí)體模型的參數(shù)化二次開發(fā)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2005(8):12-14.[2].金淘，陳敏，童水光。Pro／ENGINEER軟件的二次開發(fā)技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)工程及應(yīng)用,2001(13):148-152.[3].李世國(guó)。 Pro／toolkit程序設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2003.[4].ZANGZ,SARHADIM.An 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