基于不同类零件的Pro/E的二次开发方法探讨

中华破浪

一、概述　　Pro/ENGINEER作为目前世界比较流行的三维设计软件，具有直观、精确、重复性操作少的优点，被广泛应用在机械、电子、航空航天、汽车、模具、家用电器和玩具等各领域，另外该软件还提供了Pro/TOOLKIT作为其开发的支持工具集。本篇论文主要针对Pro/ENGINEER的二次开发，剖析了不同类零件的具体开发方法。 　　Pro/ENGINEER中的开发过程大致需要以下几步：
　　（1）建立产品设计的数学模型。
　　（2）选择适当的算法和数据结构。
　　（3）设计良好的用户接口。
　　（4）提供完整的用户使用文档。
　　二、Pro/ENGINEER的提供的不同开发方法对比
　　Pro/ENGINEER具有两大特点：第一，Pro/ENGINEER用的是特征建模方法。第二，参数化设计上Pro/ENGINEER使用的是变量设计方法。故在应用Pro/ENGINEER开发时，对于不同的开发阶段和方法有不同的问题。
　　1、人机交互方式中的问题：
　　弹出式对话框是最流行的人机交互界面，但Pro/TOOLKIT只提供了下拉菜单（菜单栏标题和菜单项）的编程接口，没有提供开发对话框的编程接口。为了实现人机交互界面，需要首先开发Pro/TOOLKIT与MFC的接口，利用MFC的功能实现对话框的开发和数据访问。
　　2、几何特征的程序自动建模方式中的问题
　　对几何特征建模，Pro/TOOLKIT提供了三种方法：
　　（1）特征描述法
　　•特点：每个特征由不同的特征元素树（Feature Element Tree）定义，在程序中需要对每个特征元素树的全部变量赋值一次，产生一个特征，多个特征的积累就形成了产品的模型。
　　•缺点：由程序产生模型，程序必须包含产品模型的所有信息，从底层起由程序来构建模型，编程量大。因每种特征由不同的特征元素树来描述，故编程难度大且所编程序难以理解。并不是所有特征都可用这种方法生成。但其相对于其他方法来说建模较自由。
　　•工作环境：需Pro/ENGINEER提供的接口Pro/TOOLKIT，用PTC公司提供的底层函数Visual C＋＋纯代码建模。
　　（2）族表法
　　•特点：预先手工构建产品模型，把它作为族表的类属件（Generic Part），然后在族表中定义各个控制模型的形状大小，这样就可在程序中通过改变各个参数的值得到所需要的衍生件，该衍生件不需要为其定义参考基准。
　　•工作环境：在Pro/ENGINEER中应用其提供的程序模块就可完成全部操作。
　　（3）用户定义特征
　　•特点：与族表法相同之处是同样用预先手工构建产品模型，模型创建后定义要包含的几何特征、参考基准、可变尺寸以及可变尺寸的记号，然后将这些信息存放在•gph文件中，就可在程序中通过该文件来改变可变尺寸，产生所需的衍生件。与族表法不同的是，该方法所编的程序过程与手工建模过程较相似，故易理解且编程较易。
　　•工作环境：在Pro/ENGINEER中完成建模等工作，文件存储后其它的工作由Pro/TOOLKIT提供的底层函数编程完成。
　　对比三种方法，各有其优点，针对不同零件特点选择不同的方法。
　　三、不同类零件的二次开发比较
　　以轴和齿轮（代表常用件和标准件）为例来说明以上方法的具体应用：
　　轴在外形设计上较自由，主要取决于传动中的受力情况和与其配合零件的定位需要，故在特征建模上有许多问题采用用户自定义特征和族表不易处理，如轴肩的个数用手工定义零件不可能完成；而应用特征描述方法则可通过同一个程序是设计中轴肩的个数不受限制。又因轴的外形较简单，描述相对简单，故用特征描述法建模，并在Visual C＋＋中由特征建模到人机对话的编程工作。
　　齿轮以及一些标准件，其外形结构较复杂，但形状较类似，适合采用族表法完成零件的建模，人机交互采用Pro/ENGINEER中传统的人机交流模式，即菜单方式即可。