基于UG二次开发技术的汽车冲模标准件库

作者：湖南大学 徐国生 周志雄 刘正恒

欢迎访问e展厅 展厅 3 冲压模具/锻压/冷镦模具展厅 冲压模, 级进模, 拉深冲裁模, 冷冲模, 冲床模具, ... [摘要]在深入研究UG二次开发技术的基础上，综合运用UG/Open MenuScript、UG/Open UIStyler、UG/Open API和Visual C++6.0等UG二次开发工具，开发建立了1套完整的汽车冲模三维参数化标准件库。该标准件库与UG的集成环境有机地结合在一起，界面友好，具有良好的可扩充性和可移植性。 关键词 冲模 标准件库 CAD UG 1 引言 美国UGS公司的Unigraphics(UG)是一个优秀的机械CAD/CAE/CAM一体化高端软件，它基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设汁出任意复杂的产品模型。再加上技术上处于领先地位的CAM模块、内嵌的CAE模块，使CAD，CAE和CAM有机集成，可以使产品的设计、分析和制造一次完成，已经广泛应用于航空航天、汽车、通用机械、家用电器等领域”，。作为通用CAD/CAE/CAM软件，UG功能非常强大，但缺乏通用标准件库以及行业标准件库，而具体行业的产品设计总是会经常用到通用标准件和本行业标准件。若每次设计对每一零件均从头开始建模，则要做大量重复性工作，因此，有必要开发通用标准件库以及行业标准件库，以提高产品没计效率，缩短没计周期。 2 UG二次开发工具 UG软件提供了CAD/CAE/CAM业界最先进的编程工具集，以满足用户二次开发的需要，这组工具集称之为UG/Open,是一系列UG开发了具的总称，它们随UG—起发布，以开放性架构面向不同的软件平台提供灵活的开发支持，UG/Open套件主要由4个开发工具组成，如图1所示。利用UG/Open提供的应用程序和开发工具，用户可以在其提供的平台上开发出适合自己需要的CAD产品。 2.1 UG/Open CRIP语言 GRIP(Graphies Interactive Progrm'nming)是UG内嵌的专用图形交互编程语言，用户通过GRIP语言编程能够自动完成在UG下进行的绝大部分操作，如实体建模、工程制图、制造加工、系统参数控制、文件管理、图形修改等”。GRIP语言与一般通用语言一样，有完整的浯法规则，程序结构，内部函数。GRIP程序同样要经过编译、链接后，生成可执行程序，才能运行。使用GRIP进行编程的一般步骤为： (1)编写源代码：利用文本编辑编写源代码，并以扩展名.grx存盘。 (2)编泽源程序：将源程序进行编译生成扩展名为.gri的编译文件。如果主程序中含有子程序，则两者要分别进行编译，链接时主程序自动对于程序进行链接。 (3)链接程序：将扩展名为.gri的文件链接生成可执行的GRIP文件，扩展名为.grx。 (4)运行程序：链接生成的.grx文件，可以通过用户化的菜单或对话框调用，也可以通过UG的菜单项File-Execute UG/Open-Grip…直接运行。 2.2 UG/Open APl程序 UG/Open API(Application Programming Interface,应用编程接口)，是—个允许用户访问并影响UG对象模型(Object Model)的程序集，它提供了比GRIP更多的对UG及其模块进行操作的功能，包括建摸．装配、有限元分析、机构运动分析、制造等。它支持C/C++语言，可以充分发挥C语言编译、运行效率高，功能强大的特点。并且，这些APl函数可以无缝地集成到C++程序中，并利用强大的Microsoft Visual C++集成环境进行编译。这样，就可以充分地发挥出VC强大的功能和极其丰富的资源，包括MFC类库，使用面向对象的软件工程方法，优质高效地进行软件的开发。根据程序运行环境的不同，UG/Open APl程序可分为两种模式： (1)外部(External)程序模式：UG/Open API外部程序可以脱离UG环境．在操作系统下单独运行，运行的结果通常不能在UG图形界面中显示，也无用户交互界面，所以应用较少。通常用于不需要图形界面的后台应用程序，如打印机或绘图仪输出。 (2)内部(Internal)程序模式：UG/Open APl内部程序只能在UG环境下运行，用VC将应州程序编译链接生成动态链接库(*.dll)文件，UG启动时会自动加载动态链接库，供用户莱单调用，用户开发的应用程序能与UG软件无缝集成。并且这种模式下有较好的人机交互性，因此应用较为广泛。 2.3 UG/Open MenuSeript UG/Open MenuSeript是UG/Open的一个重要组成部分，支持UG上菜单和弹出式下拉菜单的修改，通过它可以改变UG菜单的布局、添加新的菜单项和工具条，生成用户化的菜单进而集成用户二次开发的特殊应用，应用MemiSeript进行用户菜单定制主要有两种实现途径： (1)通过编辑纯文本的菜单脚本文件(*.men)创建，修改UG的主荚单及下拉菜单，而不用开发C语言程序。 (2)利用C/C++语言编程调用UG/Open APl提供的MenuScript APl函数及于程序开发定制用户菜单。 2.4 UG/Open UIStyler UG/Open UIStyler是一个构建UG风格对话框的直观可视化的编辑器。通过选择和放置对话框控件，能实现所见即所得，可以避免复杂的图形用户接口(GUI)编程。而且，UIStyler创建的对话框可以在MenuSeripl中调用，因此可以实现在UG菜单项上调用UlStyler创建的对话框，从而将用户应用程序和UG完全融合。 对话框创建完成后，会在具存放的目录下自动生成3个文件，分别是*.dig,*.template.C，和*.h文件。其中*.dlg是对话框资源文件，定义了对话框样式及控件事件的响应函数名称，存放在用户目录下面的＼applleation目录内，供用户菜单调用；*.template.c是C语言源文件模板，它包含了对话框所有回调函数的定又，提供了一个具有对话框应用的程序框架，该程序框架通过调用UG/Open APl函数和访问对话框资塬文件，实现最初的对话框界而功能，在程序标明的位置添加用户代码，编写问调函数即可以实现具体的应用功能；*.h文件是对话框头文件．它包含了对话框控件标识的定义以及控件事件响应函数原型的声明，供Visual C++编写应用程序时使用。 3 汽车冲模标准件库的建立及其实现技术 汽车冲模标准件作为模具行业的常用零部件，有其鲜明的特点，通常包括标准模架、导向装置、安放装置，起重装置、限位装置、冲切装置，定位装置等。以中国模具工业协会2002年版<<汽车冲模标准汇编>>，没计开发了一套完整的汽车冲模三维参数化标准件库、该标准件库与UG的集成环境有机地结合在一起，界面简捷直观，操作方便，具有良好的人机交互、可扩充性和可移植性。 标准件库的建立综合运用了上述UG/OpenMenuSript、UG/Open UG/Open UIStyler、UG/Open API他Visual C++6.0等UG二次开发关键技术．其程序框如图2所示。其中，利用UG/Open MenuSeript编写用户菜单，直接挂在UG系统的主菜单上，形成与UG融合统个的界面；利用UG/Opea UISlyler制作UG风格的对话框，供用户莱单调用；通过Visual C++和UG/Open APl编写参数化设计应用程序，并生成动态链接库(Dynamic Link Library)文件，在UG启动时自动加载，实现了对UG的底层开发。 3.1 用户菜单设计 为了与uc交互界面风格保持一致，冲模标准件库采用了分级式下拉菜单，如图3所示，下拉菜单通过UG/Open MenuScript模块开发实现。即利用MenuScript提供的UG菜单脚本语言，编写成扩展名为*.men的文本文件，将其放在用户目录下的/startup目录内，通过设定uC的环境变量，uC在启动时会自动加载用户菜单文件，通过成uC用户菜单。 为了方便用户调用时快速检索到所要的标准件，将下拉莱单的最大深度设计为3级，且每一条下拉菜单最多不超过20个按钮。末级菜单上每一个按钮对应—个“QMxxxx”标准件号，点击末级菜单按钮即调出创建相应标准件的用户对话框，如图4所示。 3.2 用户对话框设计 冲模标准件库利用UIStyler制作UG风格的对话框，生成包含数据输入框、文本框、按钮、图片等控件的对话框，如图4所示。在对话框上部显示标准件图片，在对话框左上角显示对话框标题，在uc系统窗口左下角显示操作提示信息，这样可以使用户很方便地设计或选用标准件。 所有对话框都有6种基本同调函数，分别是Apply按钮的回调函数，Back按钮的回调函数、Cancel按钮的回调函数、OK按忸的回调函数、对话框构造函数和对话框析构函数。其中对话框构造函数在UG构建对话框完成之后、用户应用程序执行之前调用，在标准件库开发过程中，利用它进行对话框初始化操作，将标准件的常用规格及技术要求显示到信息窗口，供用户创建标准件时作参考，而不再需要查阅标准件设计手册。对话框析构函数在UC用户刘话框关闭时调用，程序编写时利用它进行关闭、清除信息窗口以及释放申请的内存空间等操作。 3.3 应用程序动态链接库产(*.dll)创建 UG/Open API应用程序是用C/C++语言编写的，它除了能够在UC的环境下对UG进行功能凋用外．还能在程序中实现软件的文件管理、流程控制、数据传输、窗口调用、数值计算等C/C++语言支持的全部功能，使用非常灵活。UG/Open APl应用程序设计牵涉到UG提供的头文件(*.h)、库文件(*.lib)以及C/C++语言编程环境，需要刘Visual C++编译环境进行设置，下面给出了VisualC++6.0编译环境设置方法及动态链接库的创建过程： (1)建立一个空的动态链接库工程。 (2)配置程序头文件(*.h)、库文件(*.lib)的目录路径。其中头文件包括UG头文件，Visual C++6.O头文件及UC/Open U1Styler对话框头文件；库文件包括UG库文件，Visual C++6.O库文件。 (3)将对话框生成的C语言源文件模板文件*．template.c添加到Project中。 (4)编制应用程序。进入对话框回调函数内部进行程序编制，定义变量及UG对象，运用C/C++语言和UG/Open APl函数进行参数化建模设计。 (5)生成动态链接库(*.dll)文件。生成的*.dll文件放在用户目录下的/startup日录内，UG启动时会自动加载动态链接库文件，供用户菜单调用。 4 结束语 在研究UG/Open二次开发技术的基础上，综合运用UG/Open MenuScript、UG/Open UIStyler、UG/Open API和Visual C++6.0等UG二次开发工具，深入到UG系统内部，开发建立了1套完整的汽车冲模三维参数化标准件库。冲模标准件库在UG软件启动时自动加载到UG主菜单上，界面简捷直观，操作方便，与UG的集成环境有机地结合在一起，具有良好的人机交互、可扩充性和可移植性。使用冲模标准件库可以提高冲压模具的设计效率，缩短设计周期，提高模具的设汁质量和标准化水平，将模具设计工程师从繁琐的建模造型工作中解放出来，把更多的精力投入到技术方案创新上。 参考文献 1 曾向阳 基于UG的装配用三维标准件图库的开发[J]机械设计与研究，1998,(4) 2 王庆林 UG/OPEN GRIP 实用编程基础[M] 北京 清华大学出版社,2002 3 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 4 中国模具工业协会汽车车身模具及装备委员会 汽车冲模标准汇编[M] 中国模协,天津,2002 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/24/2005)