基于Creo的智能模型庫插件研究與開發(fā)

晏恒兵 仲梁維

摘? 要：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，傳統(tǒng)的手工建模煩瑣、重復(fù)、效率低。建立一個完善的三維零件庫不僅可以節(jié)約產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時間，更有益于零件的標(biāo)準(zhǔn)化。通過Creo提供的Pro/TOOLKIT接口，SQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)，MFC及阿里云對象存儲技術(shù)，在VS2012開發(fā)環(huán)境下，對Creo模型庫插件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了用戶直接通過Creo插件獲取到各種型號的三維模型。

關(guān)鍵詞：Creo二次開發(fā);MFC;模型庫;插件設(shè)計(jì);SQL

中圖分類號：TP391? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract：In the process of product design，traditional manual modeling is tedious，repetitive，and inefficient.Establishing a perfect 3D part library can not only save the design time of products but also benefit the standardization of parts.Through the Pro/TOOLKIT interface provided by Creo，SQL database technology，MFC，and Aliyun object storage technology，in the VS2012 development environment，the plug-in of Creo model library was designed to realize that users can directly obtain various types of 3d models through the plug-in of Creo.

Keywords：secondary development of Creo;MFC;model library;plug-in design;SQL

1? ?引言（Introduction）

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的飛速發(fā)展，我國工業(yè)正在進(jìn)行著轉(zhuǎn)型升級，通過信息技術(shù)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)的相互融合，網(wǎng)絡(luò)科技對數(shù)據(jù)資源的管理整合，可以有效地提高工業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)效率[1]。在使用Creo軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)工作中，會經(jīng)常用到一些常用件、標(biāo)準(zhǔn)件、非標(biāo)準(zhǔn)件和成品設(shè)備等幾何模型，且隨著設(shè)計(jì)工作的增長而不斷積累增多，這些積累的設(shè)計(jì)模型成為設(shè)計(jì)資源，將為以后的設(shè)計(jì)工作提供極大的便利，主要表現(xiàn)在提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量[2]。將這些模型按品牌、系列、型號進(jìn)行分類，并通過阿里云對象存儲OOS提供的API接口將模型上傳至服務(wù)器端。用戶即可通過Creo插件來獲取這些模型，并插入到裝配體中。

2? 模型庫設(shè)計(jì)與分析（Model library design and analysis）

Creo是整合了PTC公司的三個軟件Pro/Engineer的參數(shù)化技術(shù)、CoCreate的直接建模技術(shù)和ProductView的三維可視化技術(shù)的新型CAD設(shè)計(jì)軟件包，其強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，以及提供的可擴(kuò)展功能的VBAPI，VC++結(jié)合ProToolkit，Java結(jié)合J-Link二次開發(fā)的接口，使得其在機(jī)械、電子、模具、汽車、航空航天等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[2]。基于各種開發(fā)接口的特征和插件需求說明，選用功能齊全的ProToolkit接口進(jìn)行插件的開發(fā)。

ProToolkit使用面向?qū)ο箫L(fēng)格的C語言編程，并且提供了用于底層資源調(diào)用的函數(shù)庫和頭文件，外部應(yīng)用程序可以通過這些函數(shù)來訪問Creo[3]。此外，ProToolkit應(yīng)用程序有兩種工作模式，同步模式和異步模式，由于插件需要與Creo一同啟動，所以采用同步模式。

接下來，我們對整個模型庫進(jìn)行詳細(xì)分析。

①供應(yīng)商通過阿里云對象存儲OOS提供的API接口將模型上傳至阿里云服務(wù)器，上傳模型的同時，將模型的品牌、系列、型號、價(jià)格寫入模型數(shù)據(jù)庫中，并在阿里云服務(wù)器端生成相應(yīng)的模型下載鏈接。

②在用戶端，插件的操作界面由四個對話框組成，分別是模型庫、用戶登錄、路徑配置、預(yù)選品牌。用戶打開插件后，首先需要登錄，若用戶沒有賬號，登錄對話框提供了用戶注冊功能。登錄成功后，插件通過ADO方式讀取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫來獲取用戶信息，包括用戶名、密碼、是否為VIP用戶、賬戶資金數(shù)，以及用戶經(jīng)常下載的模型品牌。隨后可選擇性地對模型品牌預(yù)先選取，以及對下載的模型存放路徑進(jìn)行配置。以上的用戶登錄信息，以及配置路徑在第一次設(shè)定好后均會保存至注冊表，方便下次直接進(jìn)行模型庫的訪問。在模型庫界面，主要用來獲取需要的模型，用戶可以通過型號，品牌兩種方式是來搜索模型。

③模型型號選好后，點(diǎn)擊下載模型，此時，插件根據(jù)用戶的選擇從模型數(shù)據(jù)庫獲取模型信息，主要包括模型品牌、系列、型號、子零件和價(jià)格。若用戶為VIP或賬戶資金數(shù)大于模型價(jià)格，則插件通過鏈接將模型從阿里云下載到本地并直接插入到Creo中，否則自動打開瀏覽器，跳轉(zhuǎn)到用戶充值界面。

3? ?模型庫開發(fā)（Model library development）

3.1? ?環(huán)境配置

在VS2012新建一個MFC DLL項(xiàng)目后，需要對其進(jìn)行環(huán)境配置。首先將配置屬性平臺改為“活動（X64）”，之后添加包含目錄和庫目錄，并在預(yù)處理定義中添加“PRO_USE_VAR_ARGS”，最后在附加依賴庫中添加“wsock32.lib，psapi.lib，netapi32.lib，mpr.lib，ucore.lib，udata.lib，protk_dllmd.lib”。

3.2? ?創(chuàng)建菜單

菜單可以說是程序與Creo進(jìn)行交互的重要通道。在Creo環(huán)境加載Pro/T-oolkit應(yīng)用程序時，首先調(diào)用初始化函數(shù)user_initialize（），該函數(shù)用于設(shè)置需要添加的菜單，以及其他的一些初始值的設(shè)置，與C程序的“main”函數(shù)作用相當(dāng)。創(chuàng)建菜單的語句在初始化函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行。ProMenubarMenuAdd（）用于向Creo中添加一個新的菜單，菜單項(xiàng)在菜單體系中不能有相同的名字，菜單標(biāo)簽名必須與信息文件中對應(yīng)字段的表示關(guān)鍵字相同[4]。 ProMenubarPushbutton-add（）函數(shù)在新的菜單中添加一個按鈕，在該函數(shù)前需要添加動作函數(shù)ProCmd-ActionAdd（），用戶點(diǎn)擊按鈕后，可響應(yīng)該函數(shù)。動作函數(shù)的功能主要為彈出MFC對話框，整個插件需要彈出四個對話框，故需要添加四個按鈕，四個不同的動作函數(shù)來響應(yīng)MFC對話框的創(chuàng)建操作。

3.3? ?登錄模塊

環(huán)境配置成功后，便可以開始程序編寫。由于Pro/Toolkit自帶的UI界面資源文件編寫不方便，這里使用MFC對話框來設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面[5]。用戶要獲取模型，首先需要登錄，其登錄界面?zhèn)鹘y(tǒng)界面并無差異。

在編寫登錄模塊代碼前，需要在stdafx類中新建三個全局變量：quanju_isvip、quanju_accoun、quanju_Brand用來向其他類傳遞賬戶信息，包括是否為VIP用戶、賬戶余額，以及用戶常用品牌。輸入用戶名及密碼點(diǎn)擊登錄后，通過連接遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，從用戶數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)信息，若將“記住密碼”選項(xiàng)打鉤，則通過以下代碼，將用戶信息寫入注冊表，下次登錄則會自動填寫用戶名和密碼。

3.4? ?路徑配置及預(yù)選品牌模塊

路徑配置用于設(shè)置將模型下載到本地后存放位置，與用戶登錄相似，第一次設(shè)定后，信息也將保存到注冊表中。其界面如圖2所示。

在圖3的預(yù)選品牌界面中，由于模型庫中零件數(shù)量眾多，為避免模型型號加載速度過于緩慢，可在此界面中選擇用戶需要的品牌來加載相應(yīng)的零件型號。為了讓用戶直觀地看出選擇了哪些品牌，將MFC列表框的HasStrings屬性設(shè)置為True，Owner Draw屬性設(shè)置為Fixed，為列表框添加變量時，變量類型為CCheckListBox，即可實(shí)現(xiàn)一個支持復(fù)選框的列表框。同樣，還需要在stdafx類中新建一個全局變量quanju_selectBrand，用于向模型庫類傳遞所選品牌的信息。

3.5? ?模型庫模塊

模型庫為整個插件的核心部分，其界面如圖4所示。它提供了兩種方式用于從服務(wù)器端下載模型。

第一種通過型號搜索方式來獲取模型。型號搜索可以按預(yù)選的品牌直接搜索所有型號的模型，還可以輸入模型型號開頭幾個字符來進(jìn)行模糊搜索，最終定位到想要下載的模型?！凹虞d型號”按鈕為通過預(yù)選的品牌加載出所有的模型型號。

為實(shí)現(xiàn)模糊搜索功能，需要添加combox的EDITCHANGE事件，其數(shù)據(jù)庫操作字符如下：

第二種方式則是在創(chuàng)建對話框的同時，加載出所有品牌，用戶選擇一種品牌后，自動加載其下的所有系列，同理，選擇一種系列，獲取該系列下的所有型號。

當(dāng)用戶選擇模型型號后，即可進(jìn)入載入模型操作。根據(jù)用戶選取的模型型號，通過讀取模型數(shù)據(jù)庫來獲取模型的品牌、系列、子零件和模型價(jià)格。一個模型的型號可能是單獨(dú)的一個零件，也可能一個裝配體，如果是裝配體，則需要將裝配體的子零件也全部下載到本地。供應(yīng)商上傳的模型都具有一定的價(jià)值，故有些型號的模型需要支付一定的費(fèi)用。vip用戶可下載所有的模型，普通用戶使用賬戶余額來購買需要付費(fèi)的模型，若普通用戶賬戶余額小于模型價(jià)格，則彈出對話框詢問是否跳轉(zhuǎn)至充值頁面。

當(dāng)用戶滿足下載模型要求后，即可從阿里云服務(wù)器端獲取該模型。這里使用URLDownloadToFile（）[6]函數(shù)下載模型，下載鏈接URL由以下代碼生成。

3.6? ?編寫信息文件

信息文件是一種文本文件，用來定義菜單項(xiàng)，菜單項(xiàng)提示等信息。使用記事本將菜單及菜單下的四個按鈕的信息寫入文本文件中，并保存在Pro/Toolkit應(yīng)用程序路徑下的text文件夾中。

3.7? ?編寫注冊文件

在Creo中運(yùn)行Pro/Toolkit應(yīng)用程序，必須先進(jìn)行注冊。注冊文件是一個后綴為.dat的文件，文件信息包括Pro/Toolkit應(yīng)用程序名稱，可執(zhí)行程序全路徑，text文件夾路徑，啟動模式設(shè)置，軟件版本號等。將creo起始目錄設(shè)置為注冊文件的路徑，或把注冊文件放置creo安裝路徑下的text文件夾并將其命名為“protk”，當(dāng)打開Creo后，Pro/Toolkit應(yīng)用程序便會自動加載到Creo中[7]。此外，還可在Creo中工具->實(shí)用工具->輔助應(yīng)用程序，手動注冊Pro/Toolkit應(yīng)用程序。

4? ?定義Creo功能區(qū)（Define the Creo function area）

從proe5.0升級到Creo1.0后，其用戶界面發(fā)生了很大的改變，采用了主流的工具欄來定義功能區(qū)。打開Creo，將設(shè)計(jì)好的Pro/Toolkit應(yīng)用程序加載到Creo中，點(diǎn)擊Creo自定義功能區(qū)，此時會出現(xiàn)之前定義好的四個TOOLKIT命令，將其添加到新建的選項(xiàng)卡中。隨后點(diǎn)擊導(dǎo)入/導(dǎo)出->導(dǎo)出所有功能區(qū)和快速訪問工具欄自定義，將導(dǎo)出的文件與信息文件存放在一起，并將其命名為“toolkitribbonui.rbn”。在下次打開Creo后，toolkitribbonui.rbn文件將會與Pro/Toolkit應(yīng)用程序一起加載。

5? ?結(jié)論（Conclusion）

文章根據(jù)插件需求，首先介紹了模型庫總體設(shè)計(jì)流程，將模型庫劃分為四個模塊：用戶登錄、路徑配置、預(yù)選品牌、模型庫。隨后對四個模塊設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后，介紹了如何定義Creo功能區(qū)。插件的使用面向海內(nèi)外所有用戶，供應(yīng)商不斷將模型上傳至阿里云對象存儲，用戶獲取到模型數(shù)量將會不斷增加。通過此Creo模型庫插件，用戶可以很方便地獲取到所需要型號的三維模型，這樣極大減少了產(chǎn)品設(shè)計(jì)時間，有助于提高工作效率。

參考文獻(xiàn)（References）

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[3] 張繼春.Pro/ENGINEER二次開發(fā)實(shí)用教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2003.

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[9] 張文彬，沈精虎，夏凡.基于組件的快速變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)[J].制造業(yè)自動化，2017，39（09）：64-66.

作者簡介：

晏恒兵（1995-），男，碩士生.研究領(lǐng)域：Creo二次開發(fā).

仲梁維（1962-），男，碩士，教授.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，智能制造.