基于VBS的CATIA二次開發(fā)在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

呂奉陽(yáng)　申威　韓強(qiáng)　羅培鋒

摘 要：為了減少重復(fù)設(shè)計(jì)，提高工作效率，對(duì)CATIA二次開發(fā)進(jìn)行了研究。介紹了CATIA二次開發(fā)的基本流程，采用VBS編寫了批量導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)、批量創(chuàng)建焊點(diǎn)球面、批量更改零件顏色和圖紙鏈接替換等應(yīng)用實(shí)例代碼。通過(guò)應(yīng)用實(shí)例，驗(yàn)證了CATIA二次開發(fā)的實(shí)用性和高效性。

關(guān)鍵詞：VBS；CATIA；二次開發(fā)；車身設(shè)計(jì)

1 引言

車身設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常遇到一些重復(fù)性工作，例如將坐標(biāo)點(diǎn)信息從EXCEL導(dǎo)入CATIA，焊點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)將坐標(biāo)點(diǎn)生成球面，統(tǒng)計(jì)車身材料分布時(shí)將零件用不同顏色區(qū)分，零件號(hào)更改后圖紙鏈接失效導(dǎo)致重新出圖。這些工作內(nèi)容本身并不復(fù)雜，由于坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量多，焊點(diǎn)數(shù)量多，車身零件多，圖紙信息量大，導(dǎo)致工時(shí)增加，影響工作效率及開發(fā)周期。為了減少重復(fù)設(shè)計(jì)工作量，提高工作效率，CATIA二次開發(fā)日益受到重視。

2 理論介紹

2.1 VBS腳本語(yǔ)言

VBS全稱Microsoft Visual Basic Script Edition，即微軟公司可視化BASIC腳本版。VBS是基于Visual Basic的腳本語(yǔ)言，是Visual Basic的一個(gè)抽象子集，是Windows系統(tǒng)內(nèi)置的，用它編寫的腳本代碼不需編譯成二進(jìn)制文件，直接由Windows系統(tǒng)執(zhí)行。

VBS腳本不需使用專業(yè)的編程軟件，應(yīng)用Windows系統(tǒng)自帶的記事本即可。將程序代碼輸入到記事本里面，然后保存為以.vbs為擴(kuò)展名的文件。雙擊VBS文件名即可執(zhí)行程序。

VBS語(yǔ)法簡(jiǎn)單，靈活高效，功能強(qiáng)大，可以使工作任務(wù)自動(dòng)化，可以讓設(shè)計(jì)師從重復(fù)瑣碎的工作中解脫出來(lái)，提高工作效率?；谝陨咸攸c(diǎn)，本文采用VBS腳本進(jìn)行CATIA二次開發(fā)。

2.2 CATIA V5 Automation

CATIA提供了兩種編程接口，一種是自動(dòng)化對(duì)象編程（V5 Automation），一種是開放的組件應(yīng)用架構(gòu)（CAA）。CAA功能全面，穩(wěn)定性好，適合深層次的CATIA二次開發(fā)，但是對(duì)開發(fā)人員的要求較高，需要使用專業(yè)的編程軟件及工具。V5 Automation是基于COM技術(shù)的編程接口，描述了CATIA二次開發(fā)編程對(duì)象架構(gòu)，包含不同接口中每個(gè)對(duì)象的方法屬性等詳細(xì)信息，是進(jìn)行CATIA二次開發(fā)的重要參考資料。本文采用基于V5 Automation 的CAITA的二次開發(fā)方法，使用VBS作為編程語(yǔ)言。

2.3 CATIA二次開發(fā)流程

CATIA二次開發(fā)的目的是滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化需求。所謂CATIA二次開發(fā)，就是利用CATIA提供的API接口進(jìn)行程序設(shè)計(jì)開發(fā)，拓展CATIA軟件功能，實(shí)現(xiàn)軟件功能個(gè)性化和操作自動(dòng)化。

進(jìn)行CATIA二次開發(fā)，首先要了解CATIA V5 Automation API的基本架構(gòu)，掌握常用對(duì)象的屬性和方法。CATIA V5 Automation對(duì)象架構(gòu)如圖1所示。

CATIA二次開發(fā)的過(guò)程可以理解為：用戶為實(shí)現(xiàn)某種功能，根據(jù)需要合理地調(diào)用V5 Automation提供的類、庫(kù)的屬性和方法以及二次開發(fā)函數(shù)。CATIA中的每個(gè)功能（包括零件設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工程制圖等）以及所有的實(shí)體特征（包括草圖特征、修飾特征、曲面特征、變換特征、組合特征等）都有相應(yīng)的類、庫(kù)支撐，因此CATIA二次開發(fā)的主要工作就是合理地調(diào)用V5 Automation API對(duì)象進(jìn)行編程。對(duì)CATIA進(jìn)行二次開發(fā)的基本流程如圖2所示。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 批量導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)

車身設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)外部門的安裝需求導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)，產(chǎn)品接口控制文件一般采用EXCEL文件形式，坐標(biāo)點(diǎn)位置通過(guò)xyz坐標(biāo)值確定。設(shè)計(jì)時(shí)一般采用手工輸入坐標(biāo)值的方法導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)。坐標(biāo)點(diǎn)較多時(shí)，手工輸入工作量較大，且容易出錯(cuò)。利用VBS批量讀取EXCEL文件坐標(biāo)值并導(dǎo)入CATIA，可以提高工作效率。

批量導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)的基本流程如圖3所示。VBS腳本代碼如圖4所示。

圖5是EXCEL中的坐標(biāo)點(diǎn)示例。A、B、C三列分別代表點(diǎn)的x，y，z坐標(biāo)值。打開CATIA應(yīng)用程序，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)或創(chuàng)成式曲面設(shè)計(jì)模塊。打開包含坐標(biāo)點(diǎn)的EXCEL文件：CreatPointFromEXCEL.xls。確認(rèn)文件名及路徑與VBS代碼一致。雙擊執(zhí)行VBS腳本，切換到CATIA應(yīng)用界面，可以看到EXCEL坐標(biāo)點(diǎn)已經(jīng)批量導(dǎo)入CATIA，如圖6所示。

3.2 批量創(chuàng)建焊點(diǎn)球面

汽車白車身一般由數(shù)百個(gè)鈑金沖壓件焊接而成，焊點(diǎn)設(shè)計(jì)是白車身設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。在CATIA中，兩層焊點(diǎn)一般采用半徑3mm的綠色球面表示。白車身焊點(diǎn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是建模簡(jiǎn)單，焊點(diǎn)數(shù)量多，重復(fù)性工作量大，適合采用二次開發(fā)進(jìn)行批處理，提升建模效率。

批量創(chuàng)建焊點(diǎn)球面的基本流程如圖7所示。VBS腳本代碼如圖8所示。

打開包含坐標(biāo)點(diǎn)的CATIA文件，雙擊執(zhí)行VBS腳本，在CATIA文件中選擇包含坐標(biāo)點(diǎn)的幾何圖形集，完成坐標(biāo)點(diǎn)批量生成焊點(diǎn)球面如圖9所示。

3.3 批量更改零件顏色

白車身包含數(shù)百個(gè)零件，設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般采用不同顏色進(jìn)行區(qū)分。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了統(tǒng)計(jì)鍍鋅板及非鍍鋅板，沿用件及專用件，高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用分布，需要在總成數(shù)據(jù)中對(duì)零件顏色進(jìn)行更改。

以高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用分布為例，需要根據(jù)材料類別對(duì)零件進(jìn)行區(qū)分并用不同顏色表示。本文采用歐洲車身會(huì)議采用的車身材料顏色代碼定義，如表1所示。零件顏色更改的基本流程如圖10所示。VBS腳本代碼如圖11所示。

圖12是EXCEL中的零件顏色代碼定義示例。A列表示零件號(hào)，B、C、D三列分別代表顏色代碼的R、G、B數(shù)值。打開CATIA總成數(shù)據(jù)文件，打開包含零件顏色代碼定義的EXCEL文件：Setcolor.xls。確認(rèn)文件名及路徑與VBS代碼一致。雙擊執(zhí)行VBS腳本，切換到CATIA應(yīng)用界面，可以看到零件顏色批量更改結(jié)果如圖13所示。

3.4 圖紙鏈接替換

車身開發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常遇到由于設(shè)計(jì)變更或配置增加導(dǎo)致零件號(hào)更改的情況，零件號(hào)更改后導(dǎo)致2D圖紙鏈接數(shù)據(jù)失效，圖紙無(wú)法更新，重新出圖需要將圖紙信息重新標(biāo)注一遍，對(duì)于復(fù)雜零件，重新出圖工作量較大。利用CATIA二次開發(fā)，將原圖紙鏈接數(shù)據(jù)替換為新數(shù)據(jù)，然后在原圖紙上更新零件變化點(diǎn)的標(biāo)注信息即可，可以提高出圖效率。

圖紙鏈接替換的基本流程如圖14所示。VBS腳本代碼如圖15所示。

打開CATIA圖紙，打開圖紙鏈接數(shù)據(jù)，將CATIA當(dāng)前工作視圖切換到圖紙。雙擊執(zhí)行VBS腳本，彈出對(duì)話框如圖16所示，輸入鏈接數(shù)據(jù)序號(hào)，點(diǎn)擊確定即可完成圖紙鏈接替換。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)CATIA二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了研究，介紹了VBS及CATIA二次開發(fā)技術(shù)的基本理論及開發(fā)流程，通過(guò)批量導(dǎo)入坐標(biāo)點(diǎn)、批量創(chuàng)建焊點(diǎn)球面、批量更改零件顏色和圖紙鏈接替換等實(shí)例驗(yàn)證了CATIA二次開發(fā)的實(shí)用性及強(qiáng)大功能。由于VBS腳本語(yǔ)言的局限性，實(shí)現(xiàn)可視化窗口界面比較復(fù)雜，交互體驗(yàn)較差，不適合復(fù)雜的CATIA二次開發(fā)。下一步研究方向是擴(kuò)展CATIA二次開發(fā)的應(yīng)用范圍及實(shí)現(xiàn)方法，不局限于VBS腳本語(yǔ)言，進(jìn)一步提高工作效率，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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