基于ProE的紧固件的二次开发(共14页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录专心-专注-专业基于pro/e的紧固件的二次开发摘要:当前, Pro/ENGINEER软件在我国日益普及和推广,但是在同类产品的设计中,往往一两个性能参数值发生变化时,会引起整个产品图纸联动修改。其中,标准件和通用件的重复使用更为频繁。基于这些,本文利用Pro/ENGINEER提供的二次开发工具Pro/Toolkit和VS2005对Pro/ENGINEER进行二次开发,开发出符合我国标准的销、螺钉、螺栓、键、弹性挡圈、垫片等紧固件系统。关键词:参数化设计,紧固件,Pro/Toolkit,二次开发Based on pro/e of the secondary de
2、velopment of fastenersAbstract:At present, Pro/ENGINEER software is popularized day by day in our country, but in the design of such product, the change of few parameter values can cause whole product drawing to be changed. Especially the use of standard and common components are more frequent. Beca
3、use of these reasons, this paper utilizes Pro/Toolkit that Pro/ENGINEER offers and VS2005 to carry on the development for Pro/ENGINEER. The purpose is to develop the storehouse system according with our countrys standard,such as the pin, screws, bolts, key, elastic gaskets and other fasteners system
4、.KeyWords: Parametric design, fasteners, Pro/Toolkit, Secondary development第一章 绪论1.1国内外参数化技术研究现状 自从PTC公司于1985年推出参数化CAD系统Pro /Engineer以来,参数化设计技术才真正受到工程技术界和学术界的重视,各大计算机软件公司相继推出自己的参数化CAD系统或在原有系统上增加参数化功能,展开激烈的竞争。目前,我国CAD市场上有两大类参数化CAD系统:国外开发的大型全参数化CAD系统;国内的二维参数化CAD系统。1.1.1国外发展现状 国外开发的具备参数化功能的CAD系统:(1) Pr
5、o/Engineer是美国参数技术公司的机械设计自动化软件产品。它是第一个具有参数化功能的CAD系统。它通过记录设计历史来捕捉设计意图,设计历史的操作顺序可以修改,同时引入全局设计参数来实现整体的设计修改。 Pro/Enginee具有在系统中作动态修改的能力,是一个以功能为主的参数化实体造型系统,它提供双向数据关联,设计的修改能自动更新到出图、分析、制造以及其它CAD/CAM领域,并具有强大的装配功能。但其中的几何体都必须是完全约束,进行设计要求预先考虑好整个产品的控制参数以及操作顺序,对一个没参加创建的设计者来说,不太容易搞清如何对该项设计进行修改。(2) CADS5 CV公司的CADS5通
6、过一个草图生成工具Design View来实现参数化绘图。Design View提供了广泛的基于约束的造型功能,包括支持零件之间的约束、曲面参数约束、代数约束的逻辑分支以及欠约束模型。采用变量几何技术,约束的顺序不会影响到它的求解结果。界面友好,采用一个灵巧光标动态捕捉图中约束,能够很方便地显示、增加和删除约束。用户可直观地控制图形当前状态。工程约束与几何约束融合起来联立求解,是一个优秀的参数化绘图工具。(3) DPD (Design Post Drafting)是美国CV公司采用Pelotas平台技术开发的最新产品,运行于windows环境中,具有强大的参数化设计及绘图功能。其参数化功能的主
7、要特点是:参数化设计与绘图功能;设计变量的方程式管理;同时支持参数化与非参数化的混合建模能力;较强的草图设计能力。(4) SIGRAPH-DESIG是德国SIMENS NIXDORIF公司的一个智能2D-CAD系统。它与其它的CAD系统的主要区别在于数据结构。它不仅可以定义和处理数据元素,而且可以定义和处理数据元素之间的关系,支持从最初的概念设计到详细工程图绘制的全过程,真正实现变量设计。(5) VGX技术是美国SDRC公司新近推出一种叫做VGX(变量几何技术)的新型核心技术。VGX的最大好处在于,对基于构造过程的参数化方法进行改进,使原有的参数化基于特征的实体模型在可编辑性及易编辑性方面得到
8、了极大的改善和提高。当用户打算做预期的模型修改时,再也不用费心去理解和查询设计历程。基于VGX的变量化特征允许CAD用户通过相同零件的特征在3D中动态捕捉各种关系,历程树顺序不影响关系的有效性。VGX功能扩展了检验产品的约束推理能力,构图器在已有几何体的某作图面上构图时,自动推断画出的线与己有几何体的相对位置关系,检测并动态地以预增亮方式显示出所有可能产生的约束,这项新技术可能成为今后参数化发展的新方向。1.1.2国内发展现状国内开发的具备参数化功能的CAD系统:(1) GH-InteCAD是高华计算机公司的集成智能化微机机械CAD系统,基本上代表了目前国内微机版具有自主版权的CAD系统的最高
9、水平。其参数化功能主要体现在自动参数化设计和参数化图素拼装上。它采用基于人工智能的几何推理参数化设计方法。系统具有草图规整功能,并可识别多视图联动,对于标准件、常用件可通过参数化图库中的图素进行拼装。(2) PICAD-2D是中科院北京软件工程研制中心开发的微机参数化集成工程设计系统。其参数化功能的主要特点是提供了交互式参量图符设计功能,能进行固定图符和可变图符的嵌套。(3)开目CAD是华中理工大学开发的。它采用局部求解的参数化设计方法实现参数化设计,在用户绘图过程中自动记录约束关系,可以通过约束管理器显示、增加和删除约束,支持达20余种约束。其驱动过程明了,速度快,能驱动较为复杂的图形,同时
10、可以方便地指示出过约束、欠约束情形,给用户明确的指示,且在此情况下仍能正确驱动。 另外还有西湖电子信息工程公司的ZDDS,浙江大学的基于结构化变分几何的HvCAD变参设计系统等。这些国内的参数化CAD系统硬件要求低,适合我国国情,但其参数化功能尚有不足: 参数化速度慢,效率低,复杂图形难以有效处理。 参数化系统的柔性和灵活性有待提高。 无法利用现有的非参数化系统的图形。 无参数化建库和参数化图形管理功能。1.2 Pro/Engineer二次开发现状 由于Pro/Engineer在CAD/CAM领域的优秀表现,它在各个大中型企业中的使用率越来越高。但是这同时也带来了另外一个问题,那就是怎样对通用
11、软件进行本地化的问题。因为通用的CAD软件在设计的时候不可能考虑到每个企业的特殊情况,要想充分发挥CAD软件的功能,为企业创造更大的效益,企业必须跟据自身的特点,对软件进行本地化的工作,即二次开发。这也是所有CAD软件都留有开发接口的原因。Pro/Engineer的开发从实现方法上大致可以分为两类:一类主要是对Pro/Engineer中使用的标准(如:公差符号、尺寸标注样式等)进行符合企业标准的改造。这类开发只需要根据Pro/Engineer的开发工具Pro/Toolkit文档进行相应配置的设置就可以了;另一类是需要开发出人性化的界面以方便用户的使用,以及进行数据库的连接。这一类一般是在比较大
12、型的系统中出现,因为操作复杂必须要有友好界面。由于Pro/Toolkit开发界面的功能很弱,而且根本没有连接数据库的功能,所以必须借助于其它的开发工具来实现。而这就涉及了开发工具和Pro/Toolkit的兼容性问题。这个问题长期以来一直困扰着开发人员,没有得到很好的解决。这也是使得人们认为Pro/Engineer难于开发的原因之一。1.3设计的目的、意义及内容1.3.1设计目的、意义本论文是在紧固件的基础上,针对设计过程中所遇到的问题而做的部分工作。机械设计领域里传统的二维设计最终将被三维设计所取代。而如何更好地利用三维软件进行产品设计存在着以下值得研究的问题。因此,本论文在于解决以下关键问题
13、:(1)参数化建模 参数化技术是当前CAD技术重要的研究领域之一。参数化设计一般是指设计对象的结构比较定型,可以用一组参数来约定尺寸关系。参数的求解较简单,参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应,设计结果的修改受到尺寸驱动。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能,成为初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段。因此,如何充分地运用参数化技术进行零件的参数化建模来提高各种零件的建模效率是本文研究的重点。运用参数化建模可以完全零件的自动化建模,而所要提供的只是一些基本的设计参数。从而减少设计过程中的大量重复性的工作,大大提高工作效率。(2)模板的开发定制 采用
14、Pro/Engineer进行三维建模中,模板是建模的基础,它能将相关的信息传递给根据模板创建的文件。通过模板创建的文件具有统一的界面、格式,符合相同的标准,如系统单位、零件精度、模型文件的参数及参数值等。在一定程度上可以提高设计效率。(3)通用零件库的创建 在机械设计中标准件的数量日益增多,这主要是因为采用标准件给产品的设计、制造、装配带来了很大的方便。设计人员如果能从CAD系统的标准件库中获得满足设计要求的标准件,则可大大减少重复劳动,提高设计效率,从而缩短新产品的研制周期,所以,提供标准件库或者提供开发标准件库的工具是CAD系统的一个重要组成部分,也是评价CAD系统的一个重要指标。在设计过
15、程中,如果缺少标准件库,在调用每一个标准件时,就需要像别的非标零件一样,重新建模。而标准件的频繁调用,大大降低了装配效率,造成了时间和精力上的浪费。 本论文通过充分利用三维建模软件Pro/Engineer及其所提供的二次开发工具Pro/Program, Pro/Toolkit进行三维参数化设计及通用零件库的建库工作。参数化设计的方法大提高了建模效率,给各种产品的自动化、快速设计提供了一定的参考依据。通过对模板的开发定制,建立统一的模板来提高设计效率。通过在Pro/Engineer中创建三维标准零件库,并实现标准件库与Pro/Engineer的集成。专门应用领域的用户可用文中所提到的方法来扩充自
16、己所需的标准件和通用件,既可减少开发费用,又可提高开发效率和质量。1.3.2设计内容 本论文的主要工作有: (1)利用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Program实现各种销、螺钉、螺栓、键、弹性挡圈、垫片等通用件的自动化建模。 (2)解决Pro/Engineer与VS2005的接口问题。 (3)利用Pro/Enginee:的二次开发工具Pro/Toolkit及VC+2005进行二次开发,设计出人机交互式的界面,开发出参数化的销、螺钉、螺栓、键、弹性挡圈、垫片系统。 (4)利用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Toolkit创建三维的标准零件库并实现零件库与Pro/E
17、ngineer的集成。 (5)调试、运行程序。1.4系统开发工具介绍1.4.1 Pro/Engineer的简介 Pro/Engineer软件系统是美国参数化技术公司PTC (Parametric TechnologyCorporation)的优秀产品,提供了集成产品的三维造型设计、加工、分析及绘图等功能的完整的CAD/CAE/CAM解决方案。该软件以使用方便、参数化造型和系统的全相关性而著称。目前Pro/Engineer软件在我国的机械、电子、家电、塑料模具、工业设计、汽车、自行车、航天、家电、玩具等行业取得了广泛的应用,该软件在国内的应用数量大大超过了同类型的其它国外产品。Pro/Engin
18、eer可谓是个全方位的3D产品开发软件,集合了零件设计、产品组合、模具开发、NC加工、饭金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据管理于一体,其模块众多。主要由以下六大主模块组成:工业设计(CAID)模块、机械设计(CAD)模块、功能仿真(CAE)模块、制造(CAM)模块、数据管理(PDM)模块和数据交换(Geometry Translator)模块。这里将介绍一下Pro/Engineer的主要特性:(1)相关性(Full Associativity) 相关性是指所有的Pro/Engineer的功能都相互关联。这就意味着在产品开发过程中,用户任何时候所作的
19、变更,都会扩展到整个设计中,同时自动更新所有工程文档如部件、加工以及产品信息管理等。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改却没有任何损失一并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥作用。 Pro/Engineer系统开发环境最突出的特点就在于它能够支持并行工程,通过一系列足以表现外形、装配性能的全相关性的解决方案,可以让用户同时在几个技术领域处理一个产品模型。这些能力包括造型设计、机械设计、功能设计、加工以及产品信息管理等。 Pro/Engineer提供的参数化设计的最大的特点就是单一数据库(SingleDatabase)。 Pro/Engineer配合单一数据库,所有设计过程
20、所使用的尺寸(参数)都存在数据库中,修改CAD模型及工程图不再是一件难事,设计者只需更改3D零件的尺寸,则2D工程图就会依照尺寸的修改做几何形状的变化,同样修改2D工程图的尺寸其相关的3D实体模型也会自动修改,同时装配、制造等相关设计也会自动修改,这样可确保数据的正确性,达到设计修改工作的一致性,避免发生人为改图的疏漏情形,且减少许多人为改图的时间和精力的消耗。也正因为有参数式设计,用户才可以运用强大的数学运算方式,建立各尺寸参数间的关系式使得模型可自动计算出应有的外型,减少尺寸逐一修改的繁琐费时,并减少错误发生。(2)基于特征的参数化建模(Feature-based Parametric M
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