【正文】 但是，由于達(dá)索應(yīng)用系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和 CAA 所涉及的深層次內(nèi)容，利用 CAA 進(jìn)行二次開發(fā)必然具有一定的復(fù)雜性和難度，用戶在熟練掌握達(dá)索應(yīng)用系統(tǒng)的同時，還必須具備軟件開發(fā)的知識和能力，這無疑也是一件極具挑戰(zhàn)性的工作。它建構(gòu)在 Microsoft Visual C++ 版本下，通過 API 函數(shù)調(diào)用 CATIA 的核心程序，并進(jìn)行程序開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了客戶程序和原系統(tǒng)的緊密集成。 根據(jù) CAD 軟件的特點(diǎn)和實(shí)際需要， CATIA 的實(shí)際模式比較簡單，主要有工廠模式、層模式等。 圖 宏編輯 基于 CAA C++的 CATIA 二次開發(fā) CAA 是達(dá)索產(chǎn)品擴(kuò)展和客戶進(jìn)行 CATIA 二次開發(fā)的強(qiáng)有力的工具，可開發(fā)運(yùn)行于 Windows 系統(tǒng)和 UNIX 系統(tǒng)之上。 (1)啟動錄制宏 (macro)記錄所進(jìn)行操作，選擇 CATScript 和 MS VBScript 兩種語言之一，就會分別生成 *.CATScript 和 *.catvba 文件，記錄了所進(jìn)行的全部操作并以沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 VBScript 語言描述。但是，相當(dāng)多的 Visual Basic 特性在 VBScript 中被刪去了。 包括 CATIA在內(nèi)的 Dassault Systemes V5 的產(chǎn)品在 Unix系統(tǒng)支持 Basic Script 以上的版本，在 Windows 系統(tǒng)下支持 ，具體來說， CATIA 可以以兩種語言方式來記錄宏，分別為 CATScript 和 MS VBScript。 CATIA 的宏可以用 Visual Basic 作為編輯工具，使用起來非常方便，而且還提供了 Automation API用于 VBScript 對 CATIA 的二次開發(fā) 。盡管 Pro/E、 UG、 MDT、 CAD、 SolidWorks 和 SolidEdge 等 ,功能都十分強(qiáng)大 , 幾 乎都配備了標(biāo)準(zhǔn)件庫模塊，但是在作圖尤其是逆向與造型部分，其它軟件都顯得十分弱小， CAD 及 MDT 基本上是一個二維工程繪圖軟件，具有較強(qiáng)的繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及方便用戶的二次開發(fā)功能，況且對于零件繁多的圖形， Pro/E 等軟件對硬件的要求還是很高。 CATIA 二次開發(fā) 國內(nèi)外應(yīng)用情況 在國外，應(yīng)用 CAAV5 的公司及其合作單位也走向成熟，表 列出了一些 CATIA V5 應(yīng)用方面為 Dassault Systemes 開發(fā)應(yīng)用程序的部分公司。 利用 CATIACatalog 模塊開發(fā)應(yīng)用軟件優(yōu)缺點(diǎn)： 1)Catalog 是 CATIA V5 的內(nèi)部模塊，開發(fā)過程即為模塊使用過程，且使用簡便，易于操作，容易實(shí)現(xiàn)多人同時開發(fā)； 2)由于 Catalog 是 CATIA 的內(nèi)部模塊，所以它與系統(tǒng)的兼容性好、運(yùn)行速度較快、運(yùn)行穩(wěn)定； 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 3)該模塊圖形功能不完善，只能提供給用戶一個三維圖像和一個參數(shù)表格，表中不給出各項(xiàng)數(shù)據(jù)和模型尺寸的對應(yīng)關(guān)系，確定數(shù)據(jù)和模型尺寸關(guān)系較為麻煩； 4)模塊只能提供一維參數(shù)驅(qū)動表格，當(dāng)遇到有類似“直徑 —— 長度”關(guān)系的二維甚至多維表格時， Catalog 就無能為力了。 (2)用戶自定義特征 ((User Defined FeatureUDF)是利用 CATIA的 Catalog功能實(shí)現(xiàn)的一種比較簡便的二次開發(fā)方式，簡單的說就是利用已有的 CATIA 對象，將其參數(shù)與用戶自定義的新的交互數(shù)據(jù)類型集成起來，實(shí)現(xiàn)與用戶之間的交互操作。 Automation 技術(shù)是建立在 COM 基礎(chǔ)之上 ，由 OLE Automation(Object Linking and Embedding Automation)發(fā)展而來的， Automation 的核心技術(shù)是允許一個應(yīng)用程序操作另一個應(yīng)用程序。 AutomationAPI、交互模式下的用戶特征自定義、 CAAV5 C++amp。 (2)Automation API 的宏命令模式是利用日志 Visual Basic、 Java Script/HTML 對Automation Components 編寫腳本代碼控制，這個接口是在 CATIA 圖形交互模式下的自定義 CATIA 系統(tǒng)，它是一種比較高層次的二次開發(fā)應(yīng)用。 進(jìn)程內(nèi)應(yīng)用程序方式下， CATIA 軟件與腳本運(yùn)行在同一進(jìn)程地址空間，比如宏方式 (Macro)。 (3)本系統(tǒng)具有實(shí)用性，既能應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)，也適用于學(xué)校教學(xué)實(shí)踐?；?VB 的開發(fā)方式：總結(jié)和學(xué)習(xí) VB 的結(jié)構(gòu)和開發(fā)方法、開發(fā)過程。它 的采用可縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。但在構(gòu)建虛擬運(yùn)動設(shè)計環(huán)境，并應(yīng)用于汽車和航天航空等領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)也取得了一定的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 本課題的研究背景 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品 運(yùn)動仿真 技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品的維護(hù)以及操作培訓(xùn)方面具有獨(dú)特的作用。首先本文介紹了 CATIA 二次開發(fā)的發(fā)展?fàn)顩r 和開發(fā)方法 ；其次說明了 CATIA 二次開發(fā)的一般步驟和實(shí)現(xiàn)方法；最后， 通過制孔設(shè)備的虛擬裝配和運(yùn)動仿真 ，詳細(xì)說明了完成整個 CATIA 二次開發(fā)的具體步 驟，并且將所有模塊集成到一個交互的軟件的界面中，生成完整的制孔運(yùn)動仿真模型。 運(yùn)動仿真 是 虛擬制造的 重要組成部分，利用 運(yùn)動仿真 ，可以驗(yàn)證 產(chǎn)品 設(shè)計和操作的正確與否，以便及早的發(fā)現(xiàn) 設(shè)計 中的問題，對模型進(jìn)行修改，并通過可視化顯示 運(yùn)動 過程。但各個領(lǐng)域的研究尚待進(jìn)一步改善和深入。該課題主要完成以下內(nèi)容： (1)收集、整理相關(guān)資料，閱讀、學(xué)習(xí) VB 幫助文檔。將系統(tǒng)劃分為制孔設(shè)備建立模塊、蒙皮導(dǎo)入模塊、制孔設(shè)備運(yùn)動模塊、仿真過程控 制模塊和仿真結(jié)果數(shù)據(jù)處理模塊。 隨著 CATIA 系統(tǒng)在國內(nèi)制造業(yè)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，許多大型制造企業(yè)在使用中都相應(yīng)的提出了客戶化及二次開發(fā)的需求。在CATIA 運(yùn)行的情況下，外部進(jìn)程 可以通過接口駕馭 CATIA，創(chuàng)建、修改 CATIA 環(huán)境和幾何形體的數(shù)據(jù)、尺寸等，同時支持對象連接與嵌入。 (4)交互模式下的用戶自定義特征是另一種交互模式下的開放性自定義接口，它是利用自定義的交互模式新參數(shù)和已有模型相結(jié)合來定義實(shí)體特征的。 圖 CATIA 開放性開發(fā)方式相互關(guān)系 CATIA 二次開發(fā)的三種方式各有特點(diǎn)，因此，在具體應(yīng)用時也各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面就這三種方式的特點(diǎn)做詳細(xì)的闡述： (1)Automation API：它是用于宏程序中，由說明性語言如 Visual Basic Script 或JavaScript 編寫的。 Automation Server 是一個實(shí)現(xiàn)了 IDispatch 接口的 COM組件，而 Automation Client 是一個通過 IDispatch 接口與自動化服務(wù)器進(jìn)行通信的COM 客戶。 3)將建立好的 IUDF 存儲到 CATIA 的零件文件 (*.CATPart)中去，并在相應(yīng)的Catalog 文件引用 IUDF。 它涵蓋了二次應(yīng)用 、系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)集成三個領(lǐng)域，包括交互過程的控制、定義新的參數(shù)入口、檢查相關(guān)規(guī)則、建立和應(yīng)用新的數(shù)據(jù)模型及和外部系統(tǒng)的集成等七個方面的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn) CATIA 幾乎所有功能的二次開發(fā)工作。這源于 CATIA 在航空領(lǐng)域的應(yīng)用以及對其基礎(chǔ)上開發(fā)的要求。而且這一技術(shù)正在從發(fā)達(dá)國家 流向 發(fā)展中國家。宏在 CATIA 中的內(nèi)核及內(nèi)部函數(shù)的調(diào)用集成得很好。這種方式在文件編輯器編輯腳本語言，不是要 VB 編輯器，在 CATIA 環(huán)境下運(yùn)行。 為了克服 CATScript 語言方式的一些不足，需要進(jìn)行復(fù)雜的開發(fā)，可以采用MSVBScript 語言方式進(jìn)行宏開發(fā)，即 VBA 的開發(fā)方式，生成 *.catvba 格式的文件。 但 CAA 實(shí)現(xiàn)對 CATIA 的二次開發(fā)，是通過達(dá)索提供的RADE 和不同的 API 接口程序來完成的。 CATIA 中的具體實(shí)現(xiàn)如下例所示，如要做一條垂直于曲面的線，對象繼承關(guān)系如下： +CATBaseUnknown | +CATBaseDispatch | +AnyObject | 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 +HybridShape | +Line | +HybridShapeLineNormal 工廠的繼承關(guān)系： +CATBaseUnknown | +CATBaseDispatch | +AnyObject | +Factory | +HybridShapeFactory 先在 HybridShapeLineNormal 對象設(shè)定做這條線的屬性參數(shù)如：點(diǎn)、參考面，在公共抽象層 Line 中設(shè)定線的共同屬性如坐標(biāo)、法矢等，然后調(diào)用 HybridShapeFactory中的 AddNewLineNormal 方法進(jìn)行對 象實(shí)例化。 CAA 的組件應(yīng)用架構(gòu)下圖所示。采用第一種方案基于宏的 CATIA二次開發(fā)，利用 Microsoft Visual Basic 中文企業(yè)版作為開發(fā)工具，借助 VB 編成人性化的操作界面，開發(fā)一個 CATIA 環(huán)境下的虛擬裝配和運(yùn)動仿真系統(tǒng)，采用人機(jī)交互的方式，便于非專業(yè)人士對的使用管理操作，大大提高了生產(chǎn)效率。 宏錄制、修改 錄制宏 1．首先，關(guān)閉所有 打開的 CATIA 文檔。 5． 在草圖中選擇 工具，在當(dāng)前坐標(biāo)原點(diǎn)繪制來年兩個圓。 從菜單中選擇“工具 ? 宏 ? 宏”命令 ，以顯示所錄制的宏的列表。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 圖 運(yùn)行結(jié)果 CATIA 二次開發(fā)應(yīng)用舉例 建立應(yīng)用程序 Visual Basic 系統(tǒng)環(huán)境下依次選擇“文件 ? 新建工程”菜單選項(xiàng)，打開“新建工程 ”窗口。標(biāo)簽的 Caption 屬性改為“個數(shù)”，文本框的 txt 屬性改為“ 5”。如圖 所示。 圖 創(chuàng)建 新 機(jī)制 （ 3）點(diǎn)擊 鍵， 出現(xiàn)對話框， 如圖 所示。錄制的過程可以暫停，停止。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 5 基于 CAITA 二次開發(fā)制孔設(shè)備虛擬裝配和運(yùn)動仿真 零部件及制孔設(shè)備介紹 1．導(dǎo)軌（制孔設(shè)備滑動導(dǎo)軌） 圖 導(dǎo)軌 2．定位銷（定位蒙皮骨架） 圖 定位銷 3．底座 圖 底座 4．骨架（型架骨架） 圖 骨架 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 5．滑桿（制孔設(shè)備滑桿） 圖 滑桿 6．滑桿支撐 圖 滑桿支撐 7．蒙皮 圖 蒙皮 8．蒙皮定位銷 圖 蒙皮定位銷 9．蒙皮骨架 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 圖 蒙皮骨架 10．蒙皮支撐 圖 蒙皮支撐 11．軸承 圖 軸承 12．制孔設(shè)備 圖 制孔設(shè)備 基于 CATIA 二次開發(fā)制孔設(shè)備 的虛擬裝配 制孔設(shè)備 運(yùn)動模型的建立 要建立 制孔設(shè)備 的運(yùn)動模型，首先需建立 制孔設(shè)備 的精確數(shù)字模型。 圖 啟動 CATIA 3．按下“載入型架”按鈕，型架載入后，運(yùn)行結(jié)果如圖 所示。全系統(tǒng)有 2 個機(jī)械運(yùn)動控制參數(shù)和 1 個 制孔 過程動作，以及一些相關(guān)的聯(lián)動運(yùn)動機(jī)構(gòu)。 圖 制孔運(yùn)動仿真 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 6 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析 飛機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)是 20 世紀(jì) 80 年代后期以來，隨著 CAD/CAM、計算機(jī)信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以全面采用數(shù)字化產(chǎn)品定義、數(shù)字化預(yù)裝配、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、并行工程和虛擬制造技術(shù)為主要標(biāo)志的新一代設(shè)計制造技術(shù)，它從根本上改變了飛 機(jī)傳統(tǒng)的設(shè)計與制造方式，大幅度提高了飛機(jī)設(shè)計制造技術(shù)水平。 本課設(shè)中的制孔設(shè)備的虛擬裝配和運(yùn)動仿真 ，可以進(jìn)行制孔前的各種工裝和制孔時的各種運(yùn)動，提前發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)裝配及制孔中遇到的各種問題， 避免了可能存在的干涉和碰撞， 及時修改和進(jìn)一步完善設(shè)計運(yùn)動要素，節(jié)省了大量的人力，物力和財力。但是本次開發(fā)中也存在不足之處，由于時間有限，所做的程序局限性比較大，只能一次制孔一個，不能進(jìn)行連續(xù)制孔。Get CATIA or Launch it if necessary. On Error Resume Next Set CATIA = (, ) If 0 Then Set CATIA = () = True End If On Error GoTo 0 End Sub Private Sub Command1_Click() On Error Resume Next Set CATIA = GetObject(, ) If 0 Then Set CATIA = CreateObject() = True End If If bNewProduct Then Set oProductDoc = (Product) Else If strProduct = Then Set oProductDoc =