基于Creo二次開(kāi)發(fā)的側(cè)墻零件參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

宮洪磊 張紹東 郭玉亮 母印亨 朱東偉

（中車(chē)唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司產(chǎn)品研發(fā)中心，河北 唐山 063035）

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信 息 技 術(shù)

基于Creo二次開(kāi)發(fā)的側(cè)墻零件參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

宮洪磊 張紹東 郭玉亮 母印亨 朱東偉

（中車(chē)唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司產(chǎn)品研發(fā)中心，河北 唐山 063035）

摘 要：本文針對(duì)Creo二次開(kāi)發(fā)的參數(shù)化設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了研究，論述了利用三維模型與程序控制相結(jié)合的開(kāi)展Creo參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法。詳細(xì)介紹了側(cè)墻零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法包括：側(cè)墻的建模實(shí)施參數(shù)化定義、參數(shù)關(guān)系添加、快速生成工程圖、數(shù)據(jù)后臺(tái)配置并利用VC++編程軟件開(kāi)發(fā)人機(jī)界面。最后利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)側(cè)墻零件模型進(jìn)行管理。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì)；VC++；Creo；側(cè)墻；二次開(kāi)發(fā)

0. 引言

企業(yè)產(chǎn)品大多數(shù)是定型的，具有系列化、通用化或標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，多數(shù)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)只需對(duì)很少一部分零部件進(jìn)行全新設(shè)計(jì)，絕大部分零件都可重新使用。鐵路車(chē)輛設(shè)計(jì)現(xiàn)狀也是如此，許多新型車(chē)輛都是基于固有產(chǎn)品通過(guò)變形設(shè)計(jì)完成的。

側(cè)墻是鐵路車(chē)輛中必不可少的組成部分。隨著中國(guó)鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，很多軌道車(chē)輛項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行，這些項(xiàng)目不僅要求側(cè)墻設(shè)計(jì)規(guī)范并且要快速出圖，但是每次進(jìn)行設(shè)計(jì)只有部分變化的側(cè)墻要對(duì)整套的物料號(hào)及圖紙都要進(jìn)行更換，這樣不僅造成大量的更改工作量，并影響整個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)開(kāi)始時(shí)間，所以開(kāi)發(fā)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、快速化的側(cè)墻設(shè)計(jì)工具顯得尤為必要。

1. Creo參數(shù)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方案

Creo軟件功能強(qiáng)大、內(nèi)容豐富的CAD/CAM集成軟件，很適合應(yīng)用于Top-Down結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程。它以其強(qiáng)大的三維處理功能、參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征建模以及單一數(shù)據(jù)庫(kù)等特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。采用Creo參數(shù)化設(shè)計(jì)可以規(guī)范側(cè)墻建模過(guò)程，避免人為錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)化人力資源，提高側(cè)墻零件的設(shè)計(jì)速度，發(fā)揮設(shè)計(jì)工程師的能動(dòng)性，推動(dòng)鐵路事業(yè)快速發(fā)展。

1.1 Creo二次開(kāi)發(fā)方案

Creo為用戶(hù)提供了強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)包Pro/Toolkit，Pro/Toolkit封裝了大量Creo底層API函數(shù)，可供用戶(hù)定制開(kāi)發(fā)內(nèi)嵌于Creo中的各種應(yīng)用程序。MFC工具是Visual C++封裝的類(lèi)庫(kù)，為用戶(hù)提供強(qiáng)大的基于Windows的對(duì)話框設(shè)計(jì)資源，在界面設(shè)計(jì)上擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

Creo具有兩種開(kāi)發(fā)模式：同步模式與異步模式。同步模式即應(yīng)用程序必須在Creo啟動(dòng)的情況下才能運(yùn)行；異步模式即應(yīng)用程序可以脫離Creo環(huán)境獨(dú)立運(yùn)行。在目前情況下，設(shè)計(jì)人員不僅使用程序開(kāi)發(fā)工具同時(shí)使用Creo軟件本身強(qiáng)大功能設(shè)計(jì)，因此側(cè)墻參數(shù)化設(shè)計(jì)采用同步模式。

1.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)方案

Creo參數(shù)化設(shè)計(jì)是采用三維模型與程序控制相結(jié)合的方法。三維模型不由程序創(chuàng)建，而利用交互方式生成。交互方式集成了人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)程序、參數(shù)驅(qū)動(dòng)程序。人機(jī)界面用于設(shè)計(jì)參數(shù)輸入輸出顯示以及對(duì)話框下對(duì)應(yīng)程序模塊的總控；數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)程序用于數(shù)據(jù)的讀取、保存與維護(hù)以及為參數(shù)驅(qū)動(dòng)程序準(zhǔn)備設(shè)計(jì)參數(shù)；參數(shù)驅(qū)動(dòng)程序用于將準(zhǔn)備好的設(shè)計(jì)參數(shù)傳遞給三維參數(shù)化設(shè)計(jì)模板，并驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)模板再生，得到新的側(cè)墻零件模型。交互方式將采用Vc++、Pro/Toolkit和Pro/Program聯(lián)合開(kāi)發(fā)的方法。

2. 側(cè)墻零件參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)施

側(cè)墻零件參數(shù)化的整個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需要提供的內(nèi)容包括：三維模型、二維工程圖、后臺(tái)配置文件。

2.1 側(cè)墻零件建模實(shí)施

側(cè)墻零件包括側(cè)墻立柱、側(cè)墻縱梁、M型梁、側(cè)墻板、窗角補(bǔ)強(qiáng)板、管卡等。它們需要具有滿足其參數(shù)化變形需求的建模方式。

為了更好地理解基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立過(guò)程，下面將以管卡為例詳細(xì)介紹建模過(guò)程。根據(jù)圖紙及實(shí)際使用情況確定模型固定尺寸、變動(dòng)尺寸及變化規(guī)律，確定參數(shù)化建模方式方法。根據(jù)公稱(chēng)直徑分為4個(gè)系列，每個(gè)系列中“外徑”、“D”、“A”、“B”項(xiàng)目數(shù)值不變；4種類(lèi)型d和h都不變；參數(shù)l需要經(jīng)常變動(dòng)；

同時(shí)根據(jù)模型特點(diǎn)，選擇拉伸的方式進(jìn)行建模，將D、d、h、l、A、B六項(xiàng)確定為驅(qū)動(dòng)參數(shù)。

為了后期添加關(guān)系便利，在建模草繪時(shí)需要依據(jù)圖紙標(biāo)注出尺寸。

2.2 側(cè)墻零件參數(shù)定義

根據(jù)3.1中分析結(jié)果，建立參數(shù)，設(shè)置參數(shù)數(shù)值并添加文字說(shuō)明。參數(shù)中不區(qū)分大小寫(xiě)，對(duì)于同一字母出現(xiàn)兩側(cè)情況，小寫(xiě)字母用雙重大寫(xiě)代替，如“d”用“DD”代替；對(duì)于系統(tǒng)保留參數(shù)，用其他參數(shù)代替。

2.3 側(cè)墻零件關(guān)系添加

根據(jù)3.2中添加的參數(shù)和模型的尺寸建立關(guān)系。選擇“工具”—“參數(shù)”選項(xiàng)，點(diǎn)擊屏幕中需要添加關(guān)系的特征即可出現(xiàn)草繪時(shí)所標(biāo)注的尺寸。點(diǎn)擊模型中顯示的尺寸即可將其添加到關(guān)系式對(duì)話框中，如本實(shí)例選擇“d23”，之后手動(dòng)輸入添加式子“=D”即完成對(duì)“d23”關(guān)系的添加。參照相同方法添加其余尺寸的關(guān)系，對(duì)于本實(shí)例模型，添加關(guān)系如下所示：

d 2 3=D；d 2 4=L；d22=H；

d 2 6=R；d 2 5=B；d32=A；

d31=HD；d27=Dep；d28=d27；

d29=d26+d27

2.4 工程圖快速生成

工程圖是三維模型在車(chē)間中指導(dǎo)生產(chǎn)的表達(dá)形式，為了實(shí)現(xiàn)側(cè)墻零件的快速出圖，同樣將側(cè)墻零件的工程圖制作成樣板。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)完三維模型后，可立即生成工程圖不需再次繪制工程圖。

在工程圖界面中，添加必要的視圖，并且添加其他詳細(xì)信息，如放大圖、剖視圖、尺寸、注釋、粗糙度、技術(shù)要求等。

2.5 后臺(tái)配置

為了實(shí)現(xiàn)以上的側(cè)墻零件參數(shù)化設(shè)計(jì)，需要在后臺(tái)對(duì)三維模型、工程圖、參數(shù)化數(shù)據(jù)進(jìn)行配置。采用“.txt”記事本文件，保存為“.ini”格式。以側(cè)墻零件中管卡為實(shí)例的編輯代碼如下：

［管卡DN15］

model_file=TSK202.prt

drawing_file=TSK202.drw

Param_list=D，L，R，DEP，HD，A， B，Material

Value_list=22，25，2，1.5，4.5，39，53，Q235D

Remark_list=圓直徑，圓心底邊距（可修改），內(nèi)折角半徑，板厚，圓孔直徑，孔間距，底座長(zhǎng)度，材料；

其中

“［管卡DN15］”為類(lèi)別名稱(chēng)；

“model_file=”為三維模型名稱(chēng)；

“drawing_file=”為工程圖名稱(chēng)

“Param_list=”行為參數(shù)代號(hào)；

“Value_list=”行為參數(shù)默認(rèn)值；

“Remark_list=”行為參數(shù)說(shuō)明；

2.6 人機(jī)界面開(kāi)發(fā)

人機(jī)界面的開(kāi)發(fā)目的是為了方便用戶(hù)的使用，需要對(duì)側(cè)墻零件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行梳理規(guī)范，并根據(jù)實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)出友好的人機(jī)界面，將側(cè)墻零件設(shè)計(jì)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及最優(yōu)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行固化，最終形成一個(gè)交互式的側(cè)墻零件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。操作界面如圖1所示。

3. 模型數(shù)據(jù)管理

為了實(shí)現(xiàn)PLM系統(tǒng)對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，需要將參數(shù)化設(shè)計(jì)的側(cè)墻模型后臺(tái)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到PLM系統(tǒng)，采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，同時(shí)應(yīng)用相應(yīng)的后臺(tái)程序?qū)δＰ臀募M(jìn)行下載。過(guò)程如下：

（1）獲取PLM系統(tǒng)電子倉(cāng)庫(kù)中車(chē)型對(duì)應(yīng)的模型文件存儲(chǔ)路徑，同時(shí)在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取模型對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)。

（2）下載模型文件到本地工作目錄并備份后供程序調(diào)用，同時(shí)將模型的參數(shù)顯示在界面上。

結(jié)語(yǔ)

本文介紹了基于Creo二次開(kāi)發(fā)的側(cè)墻參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。通過(guò)使用Pro/Toolkit 及VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)了側(cè)墻零件參數(shù)化快速設(shè)計(jì)。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)程序來(lái)控制側(cè)墻的模型生成，并快速生成工程圖，開(kāi)發(fā)出基于Creo的交互式人機(jī)操作界面，利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)側(cè)墻零件進(jìn)行管理。本文中介紹的方法提高了設(shè)計(jì)效率，規(guī)范設(shè)計(jì)流程，為鐵路發(fā)展事業(yè)提供更好的技術(shù)支撐。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TP391

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A