【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， CATIA Catalog 模塊開(kāi)發(fā)方式局限性大，不適合作為應(yīng)用軟件二次開(kāi)發(fā)的方式。 (3)CAA V5 C++and Java API 包含一系列 CATIA 的 C++庫(kù)函數(shù)，這庫(kù)函數(shù)在CATIA 運(yùn)行時(shí)加載，用戶可以通過(guò)安裝 CAA RADE(Component Application Architecture RapidApplication Development Environment)模塊實(shí)現(xiàn)在 Visual C++ 或者 Java 編程環(huán)境下的可視化編程。 它涵蓋了二次應(yīng)用 、系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)集成三個(gè)領(lǐng)域，包括交互過(guò)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(gè)方面的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn) CATIA 幾乎所有功能的二次開(kāi)發(fā)工作。 基于以上分析，我們可以對(duì)四種 CATIA 二次開(kāi)發(fā)工具的具體能力，作一個(gè)簡(jiǎn)單的分類，如圖 所示。 圖 二次開(kāi)發(fā)方式的工具具體能力 由圖可以看出作為 CATIA二次開(kāi)發(fā)方式， CAAV5 C++and JavaAPI 和 Automation API 都可以實(shí)現(xiàn)，但是 Automation 只能實(shí)現(xiàn)有限的一些功能，如果說(shuō) CAA V5 C++and Java API 是 CATIA 二次開(kāi)發(fā)接口的完整版，那么 AutomatinnAPI 只能是 CAA V5 C++and Java API 中的一部分。 由上述分析可以很明顯地看出 CATIA 提供的各種二次開(kāi)發(fā)方式的優(yōu)劣。 CATIA作為一款高端的 CAD/CAM 軟件，隨著在中國(guó)應(yīng)用領(lǐng)域的普及和深入，用戶對(duì) CATIA個(gè)性化的要求日益提高。 CATIA 二次開(kāi)發(fā) 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況 在國(guó)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(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的部分公司。 圖 CATIAV5軟件合作伙伴 在國(guó)內(nèi)， CATIA 二次開(kāi)發(fā)特別是基于 VB 的研究和課題剛剛開(kāi)始。目前開(kāi)發(fā)的主要有南京航空航天大學(xué)、北京航空航天大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)，另外航空系統(tǒng)的許多單位，如成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所等也十分關(guān)注基于 CAA 的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。這源于 CATIA 在航空領(lǐng)域的應(yīng)用以及對(duì)其基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的要求。 CAXA 成為中國(guó)目前唯一的 Dassault Systemes 的合作軟件生產(chǎn)商，并與之結(jié)成了戰(zhàn)略聯(lián)盟，成立了聯(lián)合研發(fā)中心。南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院與成都 飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所也成立了項(xiàng)目組，致力于 CATIA 的二次開(kāi)發(fā)。南京航空航天大學(xué)在基于 CATIA 環(huán)境運(yùn)用 CATIA二次開(kāi)發(fā)平臺(tái) CAA 和 C++及 VB 語(yǔ)言，對(duì)虛擬裝配環(huán)境、虛擬裝配路徑規(guī)劃、虛擬裝配信息模型等進(jìn)行了研究與開(kāi)發(fā)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 方案論證 從大型的波音 747 飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品都開(kāi)始運(yùn)用 CATIA 軟件， CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。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(kù)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(gè)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(kāi)發(fā)功能，況且對(duì)于零件繁多的圖形， Pro/E 等軟件對(duì)硬件的要求還是很高。對(duì)諸如相切、拔模、補(bǔ)破面等等問(wèn)題都難以解決， Pro/E 等軟件也拿不出快捷的解決辦法。而 CATIA V5 則是綜合了眾家之所長(zhǎng)，功能之強(qiáng)大已被人們所接受，它的應(yīng)用已迅速?gòu)能娛鹿I(yè)向民用工業(yè)擴(kuò)展，由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣，由高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用向日用家電、輕 工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中普及。而且這一技術(shù)正在從發(fā)達(dá)國(guó)家 流向 發(fā)展中國(guó)家。所以利用CATIA V5 進(jìn)行虛擬裝配及運(yùn)動(dòng)仿真勢(shì)在必行 。 方案的提出 目前，在 CATIA V5 R17 下建立虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，可以有兩種方案：基于宏的 CATIA 二次開(kāi)發(fā)和基于 CAA C++的 CATIA 二次開(kāi)發(fā)。 基于宏的 CATIA 二次開(kāi)發(fā) 大多數(shù) CAD/CAM 軟件都支持宏操作，可以對(duì)生成的宏文件添加、修改、判斷、循環(huán)、選擇等條件，再重新運(yùn)行，這便是一個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。這種方法直接、容易，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單功能，屬于手動(dòng)操作的自動(dòng)化、條件化 和重新整合。 CATIA 的宏可以用 Visual Basic 作為編輯工具，使用起來(lái)非常方便，而且還提供了 Automation API用于 VBScript 對(duì) CATIA 的二次開(kāi)發(fā) 。 宏是一系列組合在一起的命令和指令，以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)執(zhí)行的自動(dòng)化。 CATIA 具有宏的錄制功能，即在啟動(dòng)宏錄制命令后的所有操作都將用腳本語(yǔ)言來(lái)記錄，并生成腳本文件。宏在 CATIA 中的內(nèi)核及內(nèi)部函數(shù)的調(diào)用集成得很好。 宏可以用下列幾種腳本語(yǔ)言編寫，這取決于操作系統(tǒng)： BasicScript sdk，用于 Unix； VBScript， Visual Basic 的腳本語(yǔ)言，用于 Windows NT 系統(tǒng)； JScript， Javascript 的一種應(yīng)用，用于 Windows NT 系統(tǒng)。 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(lái)說(shuō)， CATIA 可以以兩種語(yǔ)言方式來(lái)記錄宏，分別為 CATScript 和 MS VBScript。 CATScript 語(yǔ)言 使用 CATScript 語(yǔ)言生成的宏記錄文件為 *.CATScript 格式。這種方式在文件編輯器編輯腳本語(yǔ)言，不是要 VB 編輯器，在 CATIA 環(huán)境下運(yùn)行。因此只能應(yīng)用簡(jiǎn)單的 InputBox()和 MsgBox()函數(shù)來(lái)分別輸入數(shù)據(jù)和彈出消息對(duì)話框顯示信息，不能生成復(fù)雜的對(duì)話框，所以有了一定局限性。 MS VBScript 語(yǔ)言 VBScript 是一種腳本語(yǔ)言，與 Basic 語(yǔ)言有密切聯(lián)系。 VBScript 是 Microsoft VisualBasic 的簡(jiǎn)化版本，是 Visual Basic 的子集，編程方法和 Visual Basic 基本相同。但是，相當(dāng)多的 Visual Basic 特性在 VBScript 中被刪去了。 VBScript 語(yǔ)言雖然是特意為在瀏覽器中進(jìn)行工作而設(shè)計(jì)的，但同時(shí)可用于各種軟件，其在各種軟件中的創(chuàng)建和運(yùn)行基本相似。 CATIA 等的 CAD 軟件使用了 VBScript 語(yǔ)言來(lái)記錄宏。 為了克服 CATScript 語(yǔ)言方式的一些不足，需要進(jìn)行復(fù)雜的開(kāi)發(fā)，可以采用MSVBScript 語(yǔ)言方式進(jìn)行宏開(kāi)發(fā)，即 VBA 的開(kāi)發(fā)方式，生成 *.catvba 格式的文件。這樣可以加入對(duì)話框及一些控件， CAA V5R8 以上的版本支持這種開(kāi)發(fā)方式。系統(tǒng)安裝 Microsoft Visual Basic 后，可在 CATIA 系統(tǒng)菜單 Tools 下的子菜單 Macro 里直接進(jìn)入 Visual Basic 編輯器進(jìn)行編輯。 開(kāi)發(fā)步驟： 基于宏的 CATIA 的二次開(kāi)發(fā)的運(yùn)行方式可以分為三個(gè)步驟。 (1)啟動(dòng)錄制宏 (macro)記錄所進(jìn)行操作，選擇 CATScript 和 MS VBScript 兩種語(yǔ)言之一，就會(huì)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(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 VBScript 語(yǔ)言描述。 (2)修改創(chuàng)建后的宏 CATScript 語(yǔ)言只須用文本編輯方式即可，而 MS VBScript方式則可打開(kāi) VB 編程器進(jìn)行編輯，并可以插入多個(gè)對(duì)話框和模塊較前一種方式有了一定的擴(kuò)展。 (3)運(yùn)行修改后的宏對(duì)于熟練的開(kāi)發(fā)者可以省略第一個(gè)步驟，直接新建*.CATScript 文件并應(yīng)用 VBScript 語(yǔ)言結(jié)合 CAA Automation API 完成。 宏的運(yùn)行： 宏可以保存于內(nèi)部文件，也可以保存于外部文件，所以首先在宏窗口的左下角的下拉框中選擇是內(nèi)部文件還是外部文件。如果是內(nèi)部文件，則在宏窗口的文本框中會(huì)顯示已創(chuàng)建的一系列宏，選擇需要的宏，按下“運(yùn)行”按鈕，宏結(jié)果就可顯示于窗口內(nèi)。如 果是外部文件，則選擇“宏庫(kù)”按鈕，選擇宏所在的文件目錄，然后即可運(yùn)行，同樣宏結(jié)構(gòu)也顯示于窗口內(nèi)。 上面是宏的直接運(yùn)行的方式，當(dāng)然也可以把一個(gè)宏文件選擇一個(gè)圖標(biāo)按鈕關(guān)聯(lián)，并將它放置在某個(gè)工具條內(nèi)，運(yùn)行時(shí)候點(diǎn)擊圖標(biāo)即可。 圖 宏編輯 基于 CAA C++的 CATIA 二次開(kāi)發(fā) CAA 是達(dá)索產(chǎn)品擴(kuò)展和客戶進(jìn)行 CATIA 二次開(kāi)發(fā)的強(qiáng)有力的工具，可開(kāi)發(fā)運(yùn)行于 Windows 系統(tǒng)和 UNIX 系統(tǒng)之上。 CAA 在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，使用了組件對(duì)象模型（ COM）、對(duì)象的連接和嵌入（ OLE）技術(shù)，使 CATIA 的二次 開(kāi)發(fā)更加趨于標(biāo)準(zhǔn)化，使程序的使用更加簡(jiǎn)潔明了， CAA 可擴(kuò)展的模塊化開(kāi)發(fā)架構(gòu)，使得全球諸多開(kāi)發(fā)商可以參與達(dá)索的研發(fā)。對(duì)客戶而言， CAA 可以進(jìn)行創(chuàng)建菜單、圖表和設(shè)計(jì)對(duì)話框，調(diào)用庫(kù)瀏覽器等二次開(kāi)發(fā)工作，而且用戶開(kāi)發(fā)的功能和原系統(tǒng)的結(jié)合非常緊密，一般無(wú)法把客戶研發(fā)的功能從原系統(tǒng)中區(qū)分出來(lái)，非常有利于用戶的使用和系統(tǒng)功能與 CATIA 的集成。但 CAA 實(shí)現(xiàn)對(duì) CATIA 的二次開(kāi)發(fā)，是通過(guò)達(dá)索提供的RADE 和不同的 API 接口程序來(lái)完成的。 RADE 是一個(gè)可視化的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它對(duì)于開(kāi)發(fā)人員的素質(zhì)要求較高。而 API 接口程序的編 制也是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，同樣要求開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員有較高的專業(yè)背景知識(shí)及清晰的邏輯思路。 V5 體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分析 CATIA V5 采用了多種支持組件技術(shù)的軟件技術(shù)如： JAVA、 COM/DCOM、CORBA 等，內(nèi)部模塊全部采用 CNEXT(CATIA 內(nèi)部使用的一種 C++語(yǔ)言 )實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)單一，提供了多種開(kāi)發(fā)接口，支持 C++/JAVA、 AutomationAPI，支持各種開(kāi)發(fā)工具： CAAC++， JAVA， VB，腳本語(yǔ)言。采用單繼承，對(duì)象之間關(guān)系明確，體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，維護(hù)容易。 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(jiǎn)單，主要有工廠模式、層模式等。在面向?qū)ο蟮木幊讨?，工廠模式是一種經(jīng)常被使用到的模式。根據(jù)工廠模式實(shí)現(xiàn)的類可以根據(jù)提供的數(shù)據(jù)生成一組類中某一個(gè)類的實(shí)例，通常這一組類有一個(gè)公共的抽象父類，并且實(shí)現(xiàn)了相同的方法，但是這些方法針對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同的操作。 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(duì)象繼承關(guān)系如下： +CATBaseUnknown | +CATBaseDispatch | +AnyObject | 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 +HybridShape | +Line | +HybridShapeLineNormal 工廠的繼承關(guān)系： +CATBaseUnknown | +CATBaseDispatch | +AnyObject | +Factory | +HybridShapeFactory 先在 HybridShapeLineNormal 對(duì)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(duì) 象實(shí)例化。 CATIA V5 面向?qū)ο蠛突诮M件的體系結(jié)構(gòu)很好地實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則中的抽象 (Abstraction)、封裝 (Encapsulation)、模塊化 (Modularity)和分層 (Hierarchy)，為CATIA V5 日后的發(fā)展和伙伴及專用應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。用戶可使用各種開(kāi)發(fā)工具，甚至簡(jiǎn)單的腳本語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用。分析掌握 CATIA V5 的組件體系結(jié)構(gòu)對(duì)基于 CAA 的開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有重要的意義。 （ CAA） 作為 CATIA V5 的組成部分，組件應(yīng)用架構(gòu) CAA(Component Application Architecture)V5，是 Dassault Systemes 產(chǎn)品擴(kuò)展和客戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的強(qiáng)有力的工具。它建構(gòu)在 Microsoft Visual C++ 版本下，通過(guò) API 函數(shù)調(diào)用 CATIA 的核心程序，并進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了客戶程序和原系統(tǒng)的緊密集成。 對(duì)客戶而言， CAA 可以進(jìn)行從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的二次開(kāi)發(fā)工作，而且和原系統(tǒng)的結(jié)合非常緊密，如果沒(méi)有特別的說(shuō)明，無(wú)法把客戶所研發(fā)的功能從原系統(tǒng)中區(qū)分出來(lái)，這非常有利于用戶的使用和集成。 CAA的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)提供的快速應(yīng)用研發(fā) 環(huán)境 RADE和不同的 API 接口程序來(lái)完成的。 CAA 的組件應(yīng)用架構(gòu)下圖所示?？梢钥闯觯?CAA 由一系列模塊組成，在 CAA架構(gòu)的支撐之下， Dassault Systemes 可像搭積木一樣建立起來(lái)，這種結(jié)構(gòu)非常適宜于系統(tǒng)的壯大和發(fā)展。點(diǎn)擊相應(yīng)的模塊，可以進(jìn)入各個(gè)模塊的文檔，可以看出構(gòu)成 CAA組件的模塊文檔