基于Pro/E的自動(dòng)化建模和裝配系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)

晏名超　張洪彬　張靖鑫

摘 要：討論了利用Visual Studio 2005開發(fā)環(huán)境和Pro/TOOLKIT二次開發(fā)工具進(jìn)行Pro/E二次開發(fā)的方法，分析了開發(fā)過程的關(guān)鍵技術(shù)和步驟，以標(biāo)準(zhǔn)件如齒輪為例，實(shí)現(xiàn)了基于 Pro/TOOLKIT零件自動(dòng)建模的方法，研究了零部件自動(dòng)裝配方法，實(shí)現(xiàn)了球閥裝配體的自動(dòng)裝配。

關(guān)鍵詞：Pro/Toolkit；C++；自動(dòng)裝配；自動(dòng)建模

Pro/TOOLKIT是美國Parametric Technology Corporation（PTC）公司為Pro/ENGINEER軟件

提供的開發(fā)工具包，其主要目的是讓用戶或第三

方通過C程序代碼擴(kuò)充Pro/ENGINEER系統(tǒng)的功能，開發(fā)基于Pro/ENGINEER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/ENGINEER所需的函數(shù)庫文件和頭文件，使用戶編寫的應(yīng)用程序能夠安全地控制和訪問 Pro/ENGINEER，并可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序模塊與Pro/ENGINEER 系統(tǒng)的無縫集成[1]。

1 自動(dòng)化建模和裝配系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程

1.1 開發(fā)環(huán)境配置

環(huán)境配置一共分為三步：首先在Visual Studio 2005中設(shè)置包含文件路徑，然后導(dǎo)入庫文件的路徑，最后指明具體所需庫文件。

1.2 編寫源文件

源文件包括：對(duì)話框資源文件、窗口信息文件和程序源文件。

對(duì)話框編寫方式使用Pro/TOOLKIT提供的UI對(duì)話框技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出風(fēng)格與Pro/ENGINEER系統(tǒng)本身具有的對(duì)話框相似的人機(jī)交互界面，文件擴(kuò)展名為.res。

程序源文件指我們所要編寫的C++程序。Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序的核心是：user_initialize（）和user_terminate（）兩個(gè)函數(shù)。user_initialize（）是 Pro/ TOOLKIT應(yīng)用程序的初始化函數(shù)，在該函數(shù)中設(shè)置用戶的交互接口，如設(shè)置菜單、調(diào)用對(duì)話框或直接調(diào)用所需的函數(shù)等；user_terminate（）函數(shù)在終止同步模式的應(yīng)用程序時(shí)調(diào)用，該函數(shù)由用戶定義，其中可以不執(zhí)行任何動(dòng)作。

窗口信息文件是含有在調(diào)用某些需要人機(jī)交互的函數(shù)時(shí)在屏幕上顯示的提示信息。

1.3 生成可執(zhí)行文件

創(chuàng)建Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序使用Make文件，文件名前綴為Make_的文件為Pro/TOOLKIT工具包提供的Make文件范例，這些文件中對(duì)編譯和連接所需選項(xiàng)等均已按系統(tǒng)默認(rèn)安裝進(jìn)行了設(shè)置，用戶可以將Make文件范例復(fù)制和修改，生成自己所需的Make文件。

1.4 在Pro/ENGINEER中注冊(cè)并運(yùn)行

在Pro/ENGINEER中運(yùn)行Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序時(shí)，必須先制作一個(gè)后綴為.dat 的注冊(cè)文件，注冊(cè)文件的作用是向Pro/ENGINEER系統(tǒng)傳遞應(yīng)用程序的信息[3]。

2 關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)

2.1 菜單的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)函數(shù)

菜單設(shè)計(jì)主要用到菜單條（Menu bar）和菜單按鈕（Push button），其中“標(biāo)準(zhǔn)件”就是菜單條，“齒輪”就是菜單按鈕。

菜單條是Pro/ENGINEER界面頂部菜單欄中的菜單，創(chuàng)建方法是：直接調(diào)用ProMenubarMenuAdd（）函數(shù)向Pro/ENGINEER添加所需菜單。

菜單按鈕是下拉菜單中用來啟動(dòng)一組指令的菜單項(xiàng)，創(chuàng)建方法是：直接調(diào)用ProMenubarmenuPushbuttonAdd（）函數(shù)，這個(gè)函數(shù)會(huì)調(diào)用一個(gè)動(dòng)作函數(shù)ProCmdActionAdd（），該函數(shù)功能是設(shè)置相對(duì)應(yīng)菜單按鈕的動(dòng)作。

2.2 自動(dòng)化建模實(shí)現(xiàn)方法和相關(guān)函數(shù)

自動(dòng)化建模程序的設(shè)計(jì)流程分為以下三步。

第一步獲得需要編輯的模型句柄，若模型已在Pro/ENGINEER中打開，則利用ProMdlCurrentGet（）函數(shù)從內(nèi)存中調(diào)取當(dāng)前用戶正在編輯模型的ProMdl句柄，若模型未打開，則利用ProMdlLoad（）函數(shù)從磁盤中調(diào)取模型，此函數(shù)需要模型的物理地址作為輸入?yún)?shù)。

第二步從模型句柄中獲取需要修改的參數(shù)值，該步要用到ProParameterInit（）函數(shù)，其功能是根據(jù)已知的參數(shù)名和父對(duì)象，獲得指向參數(shù)對(duì)象的指針，參數(shù)名在設(shè)計(jì)模型時(shí)指定[4]；然后調(diào)用ProParameterValueGet（）函數(shù)從參數(shù)對(duì)象中提取參數(shù)值，最后用ProParameterValueSet（）函數(shù)對(duì)參數(shù)值進(jìn)行修改。

第三步調(diào)用ProSolidRegenerate（）函數(shù)，該函數(shù)會(huì)按照修改后的參數(shù)值再生指定實(shí)體。整個(gè)系統(tǒng)界面如圖1所示。

2.3 自動(dòng)化裝配實(shí)現(xiàn)方法和相關(guān)函數(shù)

自動(dòng)化裝配程序的設(shè)計(jì)流程分為以下三步。

第一步調(diào)用ProAsmcompAssemble函數(shù)將待裝配模型組裝到組立檔案中，此時(shí)不添加任何約束，即僅僅將模型添加到原裝配體中。

第二步設(shè)置約束的組立端參考（ProSelection asm_ref）和元件端參考（ProSelection comp_ref），即設(shè)置需要進(jìn)行裝配的兩個(gè)模型，組立端參考和元件端參考可以通過調(diào)用ProSelectionAlloc函數(shù)由程序創(chuàng)建。

第三步定義組裝的約束方式，Pro/TOOLKIT使用類型ProAsmcompconstraint來表示一個(gè)約束，首先使用ProAsmcompconstraintAlloc 函數(shù)定義約束，但是不設(shè)置約束類型，然后用ProAsmcompconstraintTypeSet（）函數(shù)設(shè)置約束類型，約束類型有：匹配、對(duì)齊、插入等。

以裝配球閥為例演示整個(gè)自動(dòng)化裝配系統(tǒng)操作步驟，如圖2所示。

3 結(jié)論

自動(dòng)化建模和裝配技術(shù)是當(dāng)前二次開發(fā)研究的重點(diǎn)方向。它是采用參數(shù)化模型通過調(diào)整參數(shù)來修改和控制幾何形狀，從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確造型。并且將裝配過程程序化，通過調(diào)用程序?qū)崿F(xiàn)裝配體的自動(dòng)裝配過程，從而省去了設(shè)計(jì)人員作簡(jiǎn)單重復(fù)的勞動(dòng)之苦，大大提高了的工作效率、節(jié)約了企業(yè)成本。

參考文獻(xiàn)

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[2]張繼春.Pro/E野火版二次開發(fā)實(shí)用教程.北京：北京大學(xué)出版社，2003：12-30.

[3]二代龍震工作室.Pro/TOOLKITWildfire2.0插件設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社，2005：65-70.

[4]鐘日銘.Pro/E機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例教程.北京：清華大學(xué)出版社，2007：220-280.

[5]孫鑫，余安萍.VC++深入詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003：63-99