【文章內(nèi)容簡介】 和電氣、科學(xué)研究、機(jī)械 設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、機(jī)器人、模具、工廠自動(dòng)化、土木建筑、地質(zhì)、家電等 各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。制造商在進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)所需要的工具及軟件可以完全的被 NX 開發(fā)方案所支持。 UGS PLM 的一些解決方案均能與 NX 開發(fā)方案完美結(jié)合。 如今， UG 已經(jīng)被包括：通用汽車，通用電氣，福特，波音麥道，洛克希德，勞斯 萊斯，日產(chǎn)，克萊斯勒，及美 軍方所運(yùn)用， UG 幾乎包辦了所有飛機(jī)及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) ，基于 UG 平臺(tái)的油缸的參數(shù)化設(shè)計(jì) 2 體現(xiàn)出了其在高端工程領(lǐng)域及軍工領(lǐng)域的實(shí)力 。在高端領(lǐng)域與 CATIA 并駕齊驅(qū)。 對(duì)一般的設(shè)計(jì)人員來說，要運(yùn)用 UG 進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的三維機(jī)械設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師首先要花費(fèi)大量的時(shí)間熟悉整個(gè)軟件的運(yùn)行過程，同時(shí)要在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)三維建模有較為深刻的認(rèn)識(shí)，這是一個(gè)極其困難的任務(wù)。 UG 的二次開發(fā)工具應(yīng)運(yùn)而生，通過其對(duì)復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的整體效率被大大的提高。由于 UG 軟件的通用性只包含有 CAD\CAM 的一些基本功能，無法提供進(jìn)行專門產(chǎn)品設(shè)計(jì)是所需要的特定的功能。機(jī)械產(chǎn) 品具有 繁復(fù)性 ， 需要針對(duì)具體對(duì) 象在選用的 CAM 軟件平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)， 來設(shè)計(jì) 出界面友好、功能強(qiáng)大和使 用 方 便的 專 用產(chǎn) 品 的 CAD/CAM 系統(tǒng) UG/OPEN UIStyler 、 UG/OPEN GRIP 和UG/OPEN API 的二次開發(fā)技術(shù)。 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 此次設(shè)計(jì)的題目是基于 UG平臺(tái)的油缸的參數(shù)化設(shè)計(jì) .總體思路是輸入油缸的原始設(shè)計(jì)參數(shù)，通過相關(guān)公式及查表獲得油缸的幾何參數(shù)，再通過油缸的幾何參數(shù)運(yùn)用 Unigraphics NX 及 Visual C++等三維軟件及編程軟件建立油缸模型，從而達(dá)到 油缸參數(shù)化設(shè)計(jì)。 基于 UG 平臺(tái)的油缸的參數(shù)化設(shè)計(jì) 3 2 相關(guān)軟件 unigraphics NX 的簡介 unigraphics NX 的概述 UG NX 作為機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域用途最為廣泛的三維建模軟件，其主要的作用是創(chuàng)建從設(shè)計(jì)到制造的整套自動(dòng)化流程，作為全新一代的 CAD\CAM 的系統(tǒng)軟件，其在機(jī)械設(shè)計(jì)方面用途廣泛。相對(duì)于傳統(tǒng) CAD\CAM 軟件功能的局限性， UG NX 不僅能進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的繪制與建立，更能為此建立一套健全的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造方案，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模型建立、加工成型、結(jié)構(gòu)分析、產(chǎn) 品的分析及數(shù)據(jù)管理、甚至產(chǎn)品使用壽命的評(píng)估，因此 UG NX是集合了多種功能的設(shè)計(jì)系統(tǒng) 。 UG NX 已成為世界商最優(yōu)秀公司廣泛使用的設(shè)計(jì)系統(tǒng) 。 這些公司包括：通用電氣、波音飛機(jī)、松下、飛利浦、愛立信、柯達(dá)、精工 。從 1990 年登陸中國以來，經(jīng)歷了多次迅猛的發(fā)展 已成為中國 航天業(yè) 、汽車 制造、機(jī)械制造業(yè) 及家用電氣等領(lǐng)域的首選軟件。 ［ 1］ unigraphics NX 的功能 幾個(gè)不同的模塊構(gòu)成了 UG NX 軟件 ， 其中 包 括了 CAD、 CAM、注塑 件 、 金屬 件、 工程質(zhì)量檢測 、管路應(yīng)用、 Web、逆向工程等 不同模塊 ， 其中每個(gè)功能模塊都以 Gateway 環(huán)境為基礎(chǔ)，它們之間既相互獨(dú)立又互相聯(lián)系。 CAD 模塊 由于在三維建模領(lǐng)域擁有很強(qiáng)的能力 ， 因此 UG NX 軟件 早已被 世界上多家航天及汽車制造廠商所運(yùn)用 。 CAD 模塊又由以下許多獨(dú)立功能的子模塊構(gòu)成 ： （ 1） 建模模塊 此模塊作為全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)造型模塊 ，提供 實(shí)體化 建模、 特性 建模、曲面建模等 一系列 先進(jìn)的造型和輔助功能。草圖工具適合于全參數(shù)化設(shè)計(jì)；曲線工具雖然參數(shù)化功能不如草圖工具，但用來構(gòu)建線框圖更為方便；實(shí)體工具完全整合基于約束的 特性 建模和顯示幾何建模 的 特征 ， 由 此各種特征實(shí)體、線框架構(gòu)等功能 能被自由的使用 ；曲面工具是 基于整合 了實(shí)體 化 建模 和 曲面建模 基礎(chǔ)技術(shù)上 的設(shè)計(jì)工具， 可以 設(shè)計(jì)出如工業(yè)造型設(shè)計(jì)產(chǎn)品的復(fù)雜曲面外形。 （ 2） 工程制圖模塊 UG 工程制圖模塊 中的 平面工程圖由實(shí)體模型自 主 生成，也可用曲線功能 直接繪制 。此 模塊 還 提供 自主的 視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖等），而且可以自動(dòng) 或者手動(dòng) 對(duì)尺寸進(jìn)行標(biāo)注 ，自動(dòng) 進(jìn)行剖面線的繪制 、 對(duì) 形位公差和表面粗糙度 進(jìn)行 標(biāo)注等。 由于 3D 模型的 變化，工程圖將會(huì)進(jìn)行同步的更新 ， 進(jìn)而使二維工程圖與三維模型達(dá)到基本一 致 ，同時(shí)也減少了因 3D 模型改變而更新二維工程圖的時(shí)間。 另外 ， 消隱線與截面視圖也包括于視圖之中 ， 模型修改完成后也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的更新 ，且可以運(yùn)用 自動(dòng)的視圖布局能力提供快速的圖紙布局，從而減少工程圖更新所需的時(shí)間。 基于 UG 平臺(tái)的油缸的參數(shù)化設(shè)計(jì) 4 （ 3） 裝配建模模塊 UG 裝配建模模塊是用于產(chǎn)品的模擬裝配，支持 “由底向上 ”和 “由頂向下 ”的裝配方法。在總裝配文中可以對(duì)裝配模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造 ，組件 通過 對(duì)齊 、 偏移等 方法進(jìn)行定位及配對(duì) ， 加強(qiáng)了性能，減少了對(duì)存儲(chǔ)的要求 。 （ 4） 模具設(shè)計(jì)模塊 模具設(shè)計(jì)模塊是 UGS 公司提供的運(yùn) 行在 UG 軟件基礎(chǔ)上的一個(gè)智能化、參數(shù)化的注塑模具設(shè)計(jì)模塊。 此模塊能夠?qū)?產(chǎn)品的分型、型腔、滑塊、推桿、鑲塊 、 型腔輪廓，以及創(chuàng)建電火花加工的電極、模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等提供了方便的設(shè)計(jì)途徑，最終的目的是生成與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的、可用于數(shù)控加工的三維模具模型。此外， 3D模型的每一改變均會(huì)自動(dòng)地關(guān)聯(lián)到型腔和型芯。 CAM 模塊 作為 UG NX 在 計(jì)算機(jī) 上的 輔助制造模塊， CAM 模塊 提供 了 CLSFS 編譯與創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)了對(duì) NC 的加工 ，提供了包括銑、車、切割、鈑金等加工方法的交互操作，還具有 機(jī)床數(shù)據(jù)文件生成器及圖形后置處理的支持。同時(shí)又提供了 系統(tǒng)資源制造 系統(tǒng)、 刀具軌跡編輯 器、模擬切削 、 模擬機(jī)床 等 一系列 功能。 UG/Gateway 模塊 Gateway 是 運(yùn)行另外一些對(duì)應(yīng) 模塊的前提條件，該模塊為 UG NX6 另外 模塊 的運(yùn)作 提供了底層相一致的數(shù)據(jù)庫支持和一個(gè)圖形交互環(huán)境。 通過它能夠打開已經(jīng)保存的部件文件 、 建立全新 的部件文件、 畫出工程圖像 及 支持不同格式 的文件等操作，也提供圖層控制、屏幕布局及視圖的定義、表達(dá)式及特征查詢、對(duì)象信息及分析、顯示控制及隱藏和再現(xiàn)對(duì)象等操作。 MoldWizard 模塊 MoldWizard 是 UGS 公司 設(shè)計(jì)的能夠 在 Unigraphics NX 軟件基礎(chǔ)上 運(yùn)行 的一個(gè)注塑模具設(shè)計(jì)模 塊。 MoldWizard 為產(chǎn)品的分型、型腔、推桿、滑塊、鑲塊 、 復(fù)雜型創(chuàng)建電火花加工的電極和模具的模架、冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)等提供了方便的設(shè)計(jì)途徑，最終可以生成與產(chǎn)品參數(shù)相同的、可用于數(shù)控加工的三維模具模型。 有序的開發(fā)環(huán)境 UG NX 開發(fā)工具 統(tǒng)稱為 UG/OPEN，是一系列 基于 UG 的應(yīng)用軟件 在一個(gè)開放的平臺(tái)上集成的 。他們隨 UG NX 一 起發(fā)布，主要包括： API、 UI Styler、 GRIP、 KF、 NX OPEN、Menu script。 基于 UG 平臺(tái)的油缸的參數(shù)化設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)選用的原因 UG/OPEN 是一系列 UG NX 開發(fā)工具的總稱，主要包括： UIStyler、 Menu script、 GRIP、UI API、 NX OPEN、 KF。 （ 1） UG/OPEN UIStyler 作為開發(fā)對(duì)話框的工具 ,UG/OPEN UIStyler 能使設(shè)計(jì)的對(duì)話框于 UG 相集成 ,使用戶的操作更加方便、更有效的與 UG 進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作。免除了對(duì) 繁復(fù) 的圖 形與用戶接口進(jìn)行編程 ,直接使用對(duì)話框 里 的基本空間進(jìn)行不同的組合從而形成功能相異的對(duì)話框。 啟動(dòng)入 UG,點(diǎn)擊【開始】 ? 【所有應(yīng)用模塊】 ? 【用戶界面樣式編輯器】即可啟動(dòng)UG 的對(duì)話框自主設(shè)計(jì)功能?？赏ㄟ^選擇點(diǎn)擊工具 欄 上的各個(gè)控件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)話框上各控件的添加及刪除 。通過對(duì)象瀏覽器能觀察到各個(gè)控件所包含的信息；可運(yùn)用資源編輯器對(duì)對(duì)話框中的各個(gè)控件的 信息及功能進(jìn)行修改 與刪除 ；同時(shí)，可通過設(shè)計(jì)對(duì)話框觀察所設(shè)計(jì)的對(duì)話框的界面情況。 界面設(shè)計(jì)結(jié)束后 ,將設(shè)計(jì)完成的對(duì)話框保存后即可自動(dòng)生成三個(gè)文件 : .dlg、 和 .h 文件。其中： .dlg 用于保存對(duì)話框中的圖形文件 。 .h 是對(duì)話框的頭文件 ,其中包含了對(duì)話框和對(duì)話框中控件的標(biāo)識(shí)符號(hào)及其原型函數(shù) 。 作為對(duì)話框中 C 語言的頭文件 ,包含了各種指令及定義。之后的工作是修改 * 模板文件并在其中加入相應(yīng)的代碼 ,以確保對(duì)話框能調(diào)用函數(shù)以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。模板文件 * 的修改應(yīng)該在 Vc 中修改完成 ,然后和 .h 編譯連接生成 .dll文件 .這種 dll文件可以直接通過 3 種方式調(diào)用： 1）通過 Open Grip 函數(shù)調(diào)用 2）通過 .men 調(diào)用，需要寫在 .men 文件中 3）通過 UI Styler 二次開發(fā)的對(duì)話框 .dlg 中的按鈕響應(yīng)函數(shù)來調(diào)用 開發(fā)人員 可以通過 UIStyler 工具方便、 快捷 地 設(shè)定 出 和 UG 的界面風(fēng)格相統(tǒng)一的 對(duì)話框 界面，防止進(jìn)行復(fù)雜的編程 。而且可以和用其他開發(fā)工具開發(fā)出的結(jié)果進(jìn)行集成。 （ 2） UG/OPEN MenuScript 用這一工具可以使菜單實(shí)現(xiàn)用戶化。 UG/OPEN MenuScript 支持 UG 菜單及對(duì)話框的設(shè)計(jì)及修改，我們可以使用此功能對(duì) UG 的菜單進(jìn)行重新編排或增加新的功能來實(shí)現(xiàn)用戶所編譯的二次開發(fā)程序、用戶的工具文件以及系統(tǒng)的各項(xiàng)命令等。以下介紹兩種能夠通過UG/OPEN MenuScript 實(shí)現(xiàn)的 UG 菜單的用戶化操作： 1） 添加了 用戶菜單文件： 將 已經(jīng)經(jīng)過用戶編輯 的 且符合 要求與規(guī)定 的文件添加到 與其 對(duì)應(yīng)的目錄下，這是一種較好的方法。 2） 修改編譯用戶標(biāo)準(zhǔn)菜單文件：用戶編輯與修改已經(jīng)存在的菜單文件 .但運(yùn)用這種辦法將會(huì)改變 UG 原有的菜單布局并且無法恢復(fù)。 （ 3） UG/OPEN GRIP GRIP 作為一種獨(dú)有的圖形交互編程語言可以使用戶實(shí)現(xiàn)在 UG 平臺(tái)下的大部分操作，GRIP 命令與英語詞匯驚人的相似 ,語法方面與其他編程語言有某些相同之處 ,在一些情況下GRIP編程語言對(duì)于某些較高級(jí)的操作似乎比 UG交互更為有效 ,UG交互所能實(shí)現(xiàn)的功能都基于 UG 平臺(tái)的油缸的參數(shù)化設(shè)計(jì) 6 能通過 GRIP 編程語言實(shí)現(xiàn)。 UG/Open GRIP 作為最被廣泛運(yùn)用的 GRIP 語言編輯器由 UG所提供 ,用戶可以通過它實(shí)現(xiàn)修改、編輯、編譯、連接程序。和普通的語言一 樣 ,GRIP 語言擁有其自身的程序、語法、函數(shù)和與其他不同的語言進(jìn)行互動(dòng)的接口，單個(gè) GRIP 語句中包含了單個(gè)或多個(gè) GRIP 命令 ,作為 GRIP 語句的基本成分。 GRIP 命令有三種表示格式 :A)GPA 符號(hào)格式：以此訪問 UG 系統(tǒng)中各個(gè)對(duì)象及參數(shù)。ｂ )陳述格式：在編輯于生成實(shí)體中起作用。ｃ )EDA 符號(hào)格式：在訪問 UG 數(shù)據(jù)庫中各個(gè)對(duì)象的功能時(shí)起作用。 作為工程師的語言 ,GRIP 語言具有簡明，易懂的特點(diǎn) ,由于所編寫的程序長而繁復(fù)且要求對(duì)細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)把握。 GRIP 語言常只適用于一些規(guī)模相對(duì)較小的程序。 （ 4） UG/OPEN API UG/Open API（ User Function） ,是一個(gè)允許程序訪問并改變 UG 對(duì)象模型的程序集合。UG/OpenAPI 裝載了接近 2021 個(gè) UG 操作的函數(shù) , 通過它可以在 C 程序和 C++程序中以庫函數(shù)的形式調(diào)用 UG 內(nèi)部的將近 2021 個(gè)操作，該函數(shù)幾乎可以實(shí)現(xiàn) UG平臺(tái)上的所有操作，包括：對(duì) UG 中文件及數(shù)據(jù)的管理、對(duì)圖形終端和數(shù)據(jù)庫的操作。 由于編譯連接的不同， UG/Open API 程序可以兩種不同的環(huán)境中運(yùn)行 ,分別是外部（ External）及內(nèi)部（ Internal）。通過 .exe 的方 式，外部類型可以直接運(yùn)行于操作系統(tǒng)之中 ,雖然能在計(jì)算機(jī)中生成所需的圖形文件，但是此類型沒辦法顯示出圖形與用戶相交互的特性 。內(nèi)部類型的運(yùn)行環(huán)境限制于 UG 中，并且以 .dll 的方式被加入到到 UG 的運(yùn)行進(jìn)程中 ,并常駐于內(nèi)存之中。與外部類型相比，更快的連接速度、更小的程序大小及更好的互動(dòng)性是其顯著的優(yōu)點(diǎn)。 UG/Open API 程序通過 C 或 C++語言進(jìn)行編譯，這里給出兩種方法在 VC 中建立用于UG 平臺(tái)的二次開發(fā)程序： 1）采用向?qū)?gòu)建程序的基本的框架； 2）手工構(gòu)建一個(gè)工程。第一種方法通過向?qū)У闹敢凑找?guī)定的步 驟逐步構(gòu)建出程序的基本框架；第二種方法則繁瑣得多 ,通過在 VC 中手動(dòng)加入各個(gè)配置 ,以建立起 UG 軟件和 VC 之間的關(guān)聯(lián)，所以最好使用向?qū)斫?UG 平臺(tái)的二次開發(fā)工程。 Visual C++的簡介 Visual C++的概述