Pro/Engineer二次開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)略談
2016-04-27 17:07:40 安裝信息網(wǎng)
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摘 要：對Pro/Engineer的CAD二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行探討，深入研究Pro/Engineer的幾種二次開發(fā)工具，并通過對Pro/TOOLKIT二次開發(fā)工具包的研究和分析，提出了基于三維模型的用戶自定義參數(shù)設(shè)計(jì)，最后利用Pro/TOOLKIT開發(fā)模塊和Visual C++完成建立齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：二次開發(fā) Pro/TOOLKIT開發(fā)工具 參數(shù)化設(shè)計(jì)
一、引言
在CAD技術(shù)日益普及的今天，傳統(tǒng)的二維CAD軟件正逐漸被三維CAD軟件所替代。在眾多軟件中，PTC公司的Pro/Engineer是具有代表性的優(yōu)秀軟件之一。自從面世以來，它以尺寸驅(qū)動、基于特征、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點(diǎn)深受用戶好評。企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品對象的不同，在使用CAD軟件時也各有側(cè)重。企業(yè)要想最大效率的發(fā)揮出軟件的功效，必須根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品特征和企業(yè)狀況對軟件進(jìn)行二次開發(fā)。本文列舉了在軟件Pro/Engineer中常用的二次開發(fā)工具與方法，并著重介紹了用Pro/TOOLKIT對Pro/Engineer進(jìn)行開發(fā)時的步驟。最后通過“齒輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)”的開發(fā)實(shí)例進(jìn)一步說明開發(fā)時的技巧。
二、開發(fā)工具
Pro/Engineer為用戶提供了豐富的二次開發(fā)工具。常用的有Pro/Program、簇表（Family Table）、用戶自定義特征（UDF）、J-Link和Pro/Toolkit等。為了防止混淆，以下特別對這幾種開發(fā)工具進(jìn)行比較和說明。
1．Pro/Program
Pro/Engineer對每個零件或組件模型都有一個主要的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)列表，那就是Pro/Program。它是零件與組件自動化設(shè)計(jì)的一種有效工具。設(shè)計(jì)人員可使用類似BASIC的高級語言，根據(jù)需要來編寫該模型的Program。包括：控制特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小、零件與組件的出現(xiàn)與否、零件與組件的個數(shù)等。然而，Pro/Engineer就可以通過運(yùn)行該程序來讀取此零件或組件，并通過人機(jī)交互的方法得到不同的幾何形狀，以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要。
2．簇表（Family Table）
簇表可用于管理具有相同或相近結(jié)構(gòu)的零件，特別適用于標(biāo)準(zhǔn)零件的管理。它是通過建立基礎(chǔ)零件為父零件，然后在簇表中定義各個控制參數(shù)來控制模型的形狀及大小。這樣，就可通過改變各個參數(shù)的值來控制派生的各種子零件。
3．用戶自定義特征（UDF）
設(shè)計(jì)人員在使用Pro/Engineer進(jìn)行零件設(shè)計(jì)時，經(jīng)常會遇到一些重復(fù)出現(xiàn)的特征。例如，螺釘?shù)淖椎�，因此設(shè)計(jì)人員就要花費(fèi)許多時間進(jìn)行這種重復(fù)性的操作。用戶自定義特征則能將同一特征用于不同的零件上，或?qū)⑷舾蓚�系統(tǒng)特征融合為一個自定義特征，使用時作為一個全局出現(xiàn)。這樣，設(shè)計(jì)人員就可以建立自己的用戶自定義特征庫，根據(jù)產(chǎn)品特征快速生成幾何模型，從而極大地提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。
4．Pro/TOOLKIT
Pro/TOOLKIT是PTC為Pro/Engineer制定的開發(fā)工具包，它提供了應(yīng)用程序接口（API）,使客戶或第三方廠商具有擴(kuò)展Pro/Engineer功能的能力。Pro/TOOLKIT使用面向?qū)ο箫L(fēng)格C編程，且提供一個龐大、用于底層資源調(diào)用的C語言函數(shù)和頭文件，外部應(yīng)用程序可借此訪問Pro/Engineer的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序。
三、Pro/TOOLKIT的運(yùn)作方式
Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序代碼集成進(jìn)入Pro/Engineer的標(biāo)準(zhǔn)方法是通過“動態(tài)鏈接庫”（Dynamical Linked Libraries, DLLs）完成的。當(dāng)編譯Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序的C代碼，并將其鏈接至Pro/TOOLKIT庫文件時，就創(chuàng)建了一個可鏈接至Pro/Engineer可執(zhí)行文件的對象庫文件，這個可執(zhí)行文件將在Pro/Engineer啟動時被執(zhí)行。這種方法稱為“DLL模式”。
此外，Pro/TOOLKIT還支持第二種方法的集成，即“多進(jìn)程”（Multiprocess），或稱為“衍生模式”（Spawned Mode）。在這種模式下，Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序?qū)⒈痪幾g和鏈接，從而形成一個獨(dú)立的執(zhí)行文件。這個可執(zhí)行文件將是Pro/Engineer的衍生，并作為Pro/Engineer工作任務(wù)的一個子程序來運(yùn)行。
在DLL模式中，Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序與Pro/Engineer之間的信息交換，是通過直接函數(shù)調(diào)用完成的。而在多進(jìn)程模式下，內(nèi)部進(jìn)程信息系統(tǒng)會傳遞必要的信息，以確定兩進(jìn)程間的函數(shù)及其所需參數(shù)來模擬直接函數(shù)調(diào)用，以實(shí)現(xiàn)和DLL模式中相同的效果。
四、創(chuàng)建齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的基本方法
1．利用VC向?qū)?chuàng)建齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序
程序設(shè)計(jì)的主要工作在三個方面：1）編寫下拉菜單的(. txt)文件和對話框的（.res）資源文件；2）按Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序Pro/Engineer環(huán)境運(yùn)行的要求設(shè)計(jì)接口與程序運(yùn)行結(jié)束時的終止程序；3）根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序主體部分。
其程序部分的主體結(jié)構(gòu)如下：
int user_initialize( nt argc, char * argv[ ] ) //其功能相當(dāng)于C語言中的main( )函數(shù)
{ //調(diào)用函數(shù)
… …(該部分是用來初始化Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序且創(chuàng)建圖形窗口，這部分包括了應(yīng)用程序的所有初始化進(jìn)程)
return(0)
} void user_terminate( )
{ … …(該部分是用來結(jié)束Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序)
return；
}func( )
(該部分是主要添加要完成預(yù)定功能的一個或多個的C語言代碼)
編輯完源代碼后要用Visual C++ 6.0進(jìn)行編譯，首先要設(shè)置好編譯環(huán)境：一是設(shè)置好包含頭文件的路徑；二是設(shè)置好連接所需庫文件的路徑。
編譯連接成功生成可執(zhí)行程序中，要把Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序集成到Pro/Engineer系統(tǒng)中，必須進(jìn)行應(yīng)用程序的注冊，才能運(yùn)行和生成一個注冊文件（* .dat），其中包含的應(yīng)Pro/Engineer用程序的位置，菜單資源及對話框資源文件的位置，以及該P(yáng)ro/TOOLKIT的版本信息[2][3]。
2．以開發(fā)直齒圓柱齒輪為例來具體論述設(shè)計(jì)過程
（1）編寫齒輪設(shè)計(jì)的下拉菜單在已有的菜單條中要增加一列“齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)”及下拉菜單。具體有兩步：第一步定義按鈕命令；第二步是菜單欄中添加該按鈕。在程序中加入以下命令：
ProMenubarMenuADD(“UserMenu”,“齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)”，“Utilities”,PRO_B_FALSE,UserMg)
ProMenubarmenuPushbuttonADD(“UserMenu”,“直齒圓柱齒輪幫助”,NULL,PRO_B_TRUE,cmd_id1,UserMsg)
（2）編寫人機(jī)交換對話框。利用Pro/TOOLKIT提供的（User Interface Dialog Boxes）對話框技術(shù)。其中UI對話框的設(shè)計(jì)涉及兩個方面：一是按界面的布局編寫資源文件；二是針對UI對話框的功能編寫相應(yīng)的控制程序。要在C語言程序中進(jìn)行以下過程：
(a)程序讀取對話框資源文件，以便將對話框調(diào)入內(nèi)存；
(b) 為對話框各控件指定行為函數(shù)，修改對話框及控件屬性；
(c) 顯示對話框，接受用戶交往；
(d)關(guān)閉對話框，釋放對話框所占的內(nèi)存。
其中主要用到以下函數(shù):對話框調(diào)入內(nèi)存函數(shù)ProUIDialogCreat( )，對話框各控件指定行為函數(shù)ProUIPushbuttonActivateActionset( )，激活對話框函數(shù)ProUIDialogActivate( )，關(guān)閉對話框函數(shù)ProUIDialogDestroy( )。
（3）在零件模式下建立直齒圓柱齒輪的模型，并將各尺寸間的關(guān)聯(lián)輸入到Program中的INPUT-END與RELATIONS-ENDRELATIONS之間，這其中找各尺寸的關(guān)系很重要，即不要繁瑣，也不能過于簡單而不能驅(qū)動模型。從直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式中找到了可以驅(qū)動該模型的四個參數(shù)：齒輪、模數(shù)、壓力角與齒寬。在Pro/Engineer的Programe中輸入:
INPUT
（4）最好在對話框輸入?yún)?shù)后就可以生成。
五、結(jié)論
本文列舉了Pro/Engineer軟件常用的二次開發(fā)方法和適用場合，并著重介紹了利用Pro/TOOLKIT進(jìn)行二次開發(fā)時的一般步驟。通過“齒輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)”的開發(fā)實(shí)例進(jìn)一步闡述了在開發(fā)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。Pro/Engineer是功能強(qiáng)大/體系完備的CAD/CAM軟件，通過對其二次開發(fā)可以將Pro/Engineer的通用性和專一性完美的結(jié)合起來。企業(yè)應(yīng)根據(jù)其自身的產(chǎn)品對象、人員素質(zhì)和開發(fā)要求來確定開發(fā)工具與開發(fā)深度。
參考文獻(xiàn)
[1] 林龍震．Pro/TOOLKIT WILDFIRE 2.0插件設(shè)計(jì)[M]．電子工業(yè)出版社．2005.1．
[2] 李世國，何建軍．基于Pro/E零件模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與研究．2002.12．
關(guān)鍵詞：二次開發(fā) Pro/TOOLKIT開發(fā)工具 參數(shù)化設(shè)計(jì)
一、引言
在CAD技術(shù)日益普及的今天，傳統(tǒng)的二維CAD軟件正逐漸被三維CAD軟件所替代。在眾多軟件中，PTC公司的Pro/Engineer是具有代表性的優(yōu)秀軟件之一。自從面世以來，它以尺寸驅(qū)動、基于特征、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫等優(yōu)點(diǎn)深受用戶好評。企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品對象的不同，在使用CAD軟件時也各有側(cè)重。企業(yè)要想最大效率的發(fā)揮出軟件的功效，必須根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品特征和企業(yè)狀況對軟件進(jìn)行二次開發(fā)。本文列舉了在軟件Pro/Engineer中常用的二次開發(fā)工具與方法，并著重介紹了用Pro/TOOLKIT對Pro/Engineer進(jìn)行開發(fā)時的步驟。最后通過“齒輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)”的開發(fā)實(shí)例進(jìn)一步說明開發(fā)時的技巧。
二、開發(fā)工具
Pro/Engineer為用戶提供了豐富的二次開發(fā)工具。常用的有Pro/Program、簇表（Family Table）、用戶自定義特征（UDF）、J-Link和Pro/Toolkit等。為了防止混淆，以下特別對這幾種開發(fā)工具進(jìn)行比較和說明。
1．Pro/Program
Pro/Engineer對每個零件或組件模型都有一個主要的設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)列表，那就是Pro/Program。它是零件與組件自動化設(shè)計(jì)的一種有效工具。設(shè)計(jì)人員可使用類似BASIC的高級語言，根據(jù)需要來編寫該模型的Program。包括：控制特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小、零件與組件的出現(xiàn)與否、零件與組件的個數(shù)等。然而，Pro/Engineer就可以通過運(yùn)行該程序來讀取此零件或組件，并通過人機(jī)交互的方法得到不同的幾何形狀，以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要。
2．簇表（Family Table）
簇表可用于管理具有相同或相近結(jié)構(gòu)的零件，特別適用于標(biāo)準(zhǔn)零件的管理。它是通過建立基礎(chǔ)零件為父零件，然后在簇表中定義各個控制參數(shù)來控制模型的形狀及大小。這樣，就可通過改變各個參數(shù)的值來控制派生的各種子零件。
3．用戶自定義特征（UDF）
設(shè)計(jì)人員在使用Pro/Engineer進(jìn)行零件設(shè)計(jì)時，經(jīng)常會遇到一些重復(fù)出現(xiàn)的特征。例如，螺釘?shù)淖椎�，因此設(shè)計(jì)人員就要花費(fèi)許多時間進(jìn)行這種重復(fù)性的操作。用戶自定義特征則能將同一特征用于不同的零件上，或?qū)⑷舾蓚�系統(tǒng)特征融合為一個自定義特征，使用時作為一個全局出現(xiàn)。這樣，設(shè)計(jì)人員就可以建立自己的用戶自定義特征庫，根據(jù)產(chǎn)品特征快速生成幾何模型，從而極大地提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。
4．Pro/TOOLKIT
Pro/TOOLKIT是PTC為Pro/Engineer制定的開發(fā)工具包，它提供了應(yīng)用程序接口（API）,使客戶或第三方廠商具有擴(kuò)展Pro/Engineer功能的能力。Pro/TOOLKIT使用面向?qū)ο箫L(fēng)格C編程，且提供一個龐大、用于底層資源調(diào)用的C語言函數(shù)和頭文件，外部應(yīng)用程序可借此訪問Pro/Engineer的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序。
三、Pro/TOOLKIT的運(yùn)作方式
Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序代碼集成進(jìn)入Pro/Engineer的標(biāo)準(zhǔn)方法是通過“動態(tài)鏈接庫”（Dynamical Linked Libraries, DLLs）完成的。當(dāng)編譯Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序的C代碼，并將其鏈接至Pro/TOOLKIT庫文件時，就創(chuàng)建了一個可鏈接至Pro/Engineer可執(zhí)行文件的對象庫文件，這個可執(zhí)行文件將在Pro/Engineer啟動時被執(zhí)行。這種方法稱為“DLL模式”。
此外，Pro/TOOLKIT還支持第二種方法的集成，即“多進(jìn)程”（Multiprocess），或稱為“衍生模式”（Spawned Mode）。在這種模式下，Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序?qū)⒈痪幾g和鏈接，從而形成一個獨(dú)立的執(zhí)行文件。這個可執(zhí)行文件將是Pro/Engineer的衍生，并作為Pro/Engineer工作任務(wù)的一個子程序來運(yùn)行。
在DLL模式中，Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序與Pro/Engineer之間的信息交換，是通過直接函數(shù)調(diào)用完成的。而在多進(jìn)程模式下，內(nèi)部進(jìn)程信息系統(tǒng)會傳遞必要的信息，以確定兩進(jìn)程間的函數(shù)及其所需參數(shù)來模擬直接函數(shù)調(diào)用，以實(shí)現(xiàn)和DLL模式中相同的效果。
四、創(chuàng)建齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的基本方法
1．利用VC向?qū)?chuàng)建齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序
程序設(shè)計(jì)的主要工作在三個方面：1）編寫下拉菜單的(. txt)文件和對話框的（.res）資源文件；2）按Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序Pro/Engineer環(huán)境運(yùn)行的要求設(shè)計(jì)接口與程序運(yùn)行結(jié)束時的終止程序；3）根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序主體部分。
其程序部分的主體結(jié)構(gòu)如下：
int user_initialize( nt argc, char * argv[ ] ) //其功能相當(dāng)于C語言中的main( )函數(shù)
{ //調(diào)用函數(shù)
… …(該部分是用來初始化Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序且創(chuàng)建圖形窗口，這部分包括了應(yīng)用程序的所有初始化進(jìn)程)
return(0)
} void user_terminate( )
{ … …(該部分是用來結(jié)束Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序)
return；
}func( )
(該部分是主要添加要完成預(yù)定功能的一個或多個的C語言代碼)
編輯完源代碼后要用Visual C++ 6.0進(jìn)行編譯，首先要設(shè)置好編譯環(huán)境：一是設(shè)置好包含頭文件的路徑；二是設(shè)置好連接所需庫文件的路徑。
編譯連接成功生成可執(zhí)行程序中，要把Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序集成到Pro/Engineer系統(tǒng)中，必須進(jìn)行應(yīng)用程序的注冊，才能運(yùn)行和生成一個注冊文件（* .dat），其中包含的應(yīng)Pro/Engineer用程序的位置，菜單資源及對話框資源文件的位置，以及該P(yáng)ro/TOOLKIT的版本信息[2][3]。
2．以開發(fā)直齒圓柱齒輪為例來具體論述設(shè)計(jì)過程
（1）編寫齒輪設(shè)計(jì)的下拉菜單在已有的菜單條中要增加一列“齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)”及下拉菜單。具體有兩步：第一步定義按鈕命令；第二步是菜單欄中添加該按鈕。在程序中加入以下命令：
ProMenubarMenuADD(“UserMenu”,“齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)”，“Utilities”,PRO_B_FALSE,UserMg)
ProMenubarmenuPushbuttonADD(“UserMenu”,“直齒圓柱齒輪幫助”,NULL,PRO_B_TRUE,cmd_id1,UserMsg)
（2）編寫人機(jī)交換對話框。利用Pro/TOOLKIT提供的（User Interface Dialog Boxes）對話框技術(shù)。其中UI對話框的設(shè)計(jì)涉及兩個方面：一是按界面的布局編寫資源文件；二是針對UI對話框的功能編寫相應(yīng)的控制程序。要在C語言程序中進(jìn)行以下過程：
(a)程序讀取對話框資源文件，以便將對話框調(diào)入內(nèi)存；
(b) 為對話框各控件指定行為函數(shù)，修改對話框及控件屬性；
(c) 顯示對話框，接受用戶交往；
(d)關(guān)閉對話框，釋放對話框所占的內(nèi)存。
其中主要用到以下函數(shù):對話框調(diào)入內(nèi)存函數(shù)ProUIDialogCreat( )，對話框各控件指定行為函數(shù)ProUIPushbuttonActivateActionset( )，激活對話框函數(shù)ProUIDialogActivate( )，關(guān)閉對話框函數(shù)ProUIDialogDestroy( )。
（3）在零件模式下建立直齒圓柱齒輪的模型，并將各尺寸間的關(guān)聯(lián)輸入到Program中的INPUT-END與RELATIONS-ENDRELATIONS之間，這其中找各尺寸的關(guān)系很重要，即不要繁瑣，也不能過于簡單而不能驅(qū)動模型。從直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式中找到了可以驅(qū)動該模型的四個參數(shù)：齒輪、模數(shù)、壓力角與齒寬。在Pro/Engineer的Programe中輸入:
INPUT
（4）最好在對話框輸入?yún)?shù)后就可以生成。
五、結(jié)論
本文列舉了Pro/Engineer軟件常用的二次開發(fā)方法和適用場合，并著重介紹了利用Pro/TOOLKIT進(jìn)行二次開發(fā)時的一般步驟。通過“齒輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)”的開發(fā)實(shí)例進(jìn)一步闡述了在開發(fā)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。Pro/Engineer是功能強(qiáng)大/體系完備的CAD/CAM軟件，通過對其二次開發(fā)可以將Pro/Engineer的通用性和專一性完美的結(jié)合起來。企業(yè)應(yīng)根據(jù)其自身的產(chǎn)品對象、人員素質(zhì)和開發(fā)要求來確定開發(fā)工具與開發(fā)深度。
參考文獻(xiàn)
[1] 林龍震．Pro/TOOLKIT WILDFIRE 2.0插件設(shè)計(jì)[M]．電子工業(yè)出版社．2005.1．
[2] 李世國，何建軍．基于Pro/E零件模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與研究．2002.12．
關(guān)鍵字：通訊
