【導(dǎo)讀】交通運輸?shù)阮I(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。由凸輪機(jī)構(gòu)特性決定，在不同應(yīng)用環(huán)境下凸輪機(jī)構(gòu)都是。因此對單個凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行重復(fù)設(shè)計與計算為設(shè)計人員增加大量重復(fù)性工作，使得產(chǎn)品設(shè)計周期延長、增加產(chǎn)品設(shè)計成本、降低企業(yè)競爭力。是企業(yè)增強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計能力，提高市場競爭力的重要手段。為滿足業(yè)界需求，通過利用。UG二次開發(fā)接口，建立符合中國設(shè)計人員習(xí)慣的基于UG的三維凸輪機(jī)構(gòu)CAD系統(tǒng)，有著重要而現(xiàn)實的意義。本文講述了凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及目前國內(nèi)外CAD技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。行介紹，指出了對UG進(jìn)行二次開發(fā)的必要性和二次開發(fā)方法及過程。維建模技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)敘述，并最終對特定的凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運動仿真。裝配、運動模擬以及機(jī)構(gòu)參數(shù)的改變。了一定的參考，同時其基本理論也適用于其他CAD軟件二次開發(fā)。

　　

【正文】 具體的應(yīng)用需求，總結(jié)行業(yè)的設(shè)計知識和經(jīng)驗，開發(fā)面向行業(yè)和設(shè)計流程的 CAD 系統(tǒng)。 UG 軟件中的應(yīng)用開發(fā)模塊提供了較為完善的應(yīng)用開發(fā)工具集，利用該工具集可對 UG 系統(tǒng)進(jìn)行用戶化裁剪和開發(fā)，用以滿足實際的應(yīng)用需求。 UG/OPEN 是一系列 UG 開發(fā)工具的總稱，是UG 軟件為用戶和第三方開發(fā)人員提供的最主要的開發(fā)工具，它主要由 UG/OPEN API、UG/OPEN GRIP、 UG/OPEN MenuScript、 UG/OPEN UIStyler、 UG/OPEN GRIP NC、UG/OPEN C++六個部分組成 [5]。 (1)UG/OPEN API(又稱 User Function)是一個允許程序訪問并改變 UG對象模型的程序集。 UG/OPEN API 封裝了近 2020 個 UG 操作的函數(shù)，可以方便地對 UG 的圖形終端、文件管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，絕大多數(shù)的 UG 操作都可以用 UG/OPEN API 函數(shù)實現(xiàn)。 UG/OPEN API 是最常用的 UG 應(yīng)用開發(fā)工具。 (1) 在 UG/OPEN API 工具發(fā)布之前， UG 的應(yīng)用開發(fā)工具是 UG/OPEN GRIP（ Graphics Interactive Programming）。 GRIP 是一種專用的交互編程語言，它與 UG 系統(tǒng)集成，可以實現(xiàn) UG 環(huán)境中的大部分應(yīng)用操作。 GRIP 語言與一般的通用語言一樣，有其自身的語法 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 、程序 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 、內(nèi)部函數(shù)以及與其他通用語言程序相互調(diào)用的 7 接口。雖然 GRIP 的功能遠(yuǎn)不如 UG/OPEN API 強(qiáng)大，但由于其某些獨特的優(yōu)點，仍然有大量用戶在使用。 (2) UG/OPEN MenuScript 是創(chuàng)建用戶化菜單的工具。 MenuScript 支持 UG 主菜單和快速彈出式菜單的設(shè)計和修改，通過它可以改變 UG 菜 單的布局，添加新的菜單項以執(zhí)行用戶應(yīng)用開發(fā)程序、 User Tools 文件和操作系統(tǒng)命令等。 (3) UG/OPEN UIStyler 是開發(fā) UG 對話框的可視化工具，其生成的對話框與 UG 集成， 用戶可以方便、高效地與 UG 進(jìn)行交互操作。該工具避免了復(fù)雜的圖形用戶接 GUI編程，直接將對話框中的基本控件進(jìn)行組合與布局，可以創(chuàng)建滿足不同功能需求的 UG風(fēng)格對話框。 (3) UG/OPEN GRIP NC 允許用戶不通過交互式的對話框設(shè)置，而是通過 編程的方式創(chuàng)建 UG 加工工具的路徑。用戶可以使用 GRIP NC Statements、 Global Parameter Access symbols(GPAs)以及 Entity Data Access symbols(EDAs)來創(chuàng)建 GRIP NC 程序。 (4) UG/OPEN C++允許用戶使用 C++類來操作 UG 的對象，實現(xiàn) UG 的功能。 UG/OPEN C++是 UG 面向?qū)ο蟮某绦蚓幊探涌?。使用類層次中的方法，用戶可以?chuàng)建、讀取和修改 UG 的內(nèi)部對象以及操作 UG 系統(tǒng)本身。用戶可以通過繼承 UG 的基礎(chǔ)類來定義新的類來擴(kuò)展類的層次 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。由于 UG/OPEN C++使用標(biāo)準(zhǔn)的 C++，所以使用 模塊編寫的代碼更加簡潔，可讀性更強(qiáng)。 本課題中，選擇了 UG/OPEN API、 UG/OPEN MenuScript 和 UG/OPEN UIStyler 作為 UG 二次開發(fā)的工具。下面將分別介紹這三種開發(fā)工具。 UG/OPEN API 基礎(chǔ)知識 簡單說來， UG/OPEN API 是 UG 與外部應(yīng)用程序之間的接口，它是 UG 提供 的一系列函數(shù)和過程的集合。通過 C/C++語言編程調(diào)用這些函數(shù) ， 可以實現(xiàn)如下功能： 〔 1〕對 UG 文件及相應(yīng)模型進(jìn)行操作，包括 UG 模型的構(gòu)建、編輯，裝配 體的建立 ，以及工程的創(chuàng)建等。 〔 2〕在 UG 主界面中創(chuàng)建交互式程序界面。 〔 3〕創(chuàng)建并管理用戶定義對象等。 UG/OPEN API 中的這些函數(shù)和過程一般定義在 ${UG_BASE_DIR}\UGOPEN 目 錄下的頭文件中。表 21 列舉了一些常用的 UG/OPEN API 頭文件名稱及簡單 描述。 應(yīng)用函數(shù)時應(yīng)注意所有的 UG/Open API 應(yīng)用必須及時進(jìn)行初始化和終止，以確保獲取或者釋放 UG/Open API 的執(zhí)行許可權(quán)限。 初始化函數(shù)是 UF_ initialize()，當(dāng)開始調(diào)用 UG/Open API 的函數(shù)時應(yīng)先調(diào)用 UF_ initialize()來獲 取執(zhí)行許可權(quán)限。一般來說，我們在變量聲明完成后，第 1 個調(diào)用 UG/Open API 的函數(shù)就是 UF_ initialize()。 終止函數(shù)是 UF_ terminate()，當(dāng)不再調(diào)用 UG/Open API 的函數(shù)時必須調(diào)用 UF_ terminate()來釋放執(zhí)行許可。 UG/Open API 程序能在兩種不同環(huán)境（依賴于程序的連接方式）下運行，即 Internal環(huán)境（也稱為 ―Internal 開發(fā)模式 ‖）和 External 模式。其中 Internal 環(huán)境下的程序只能在UG 的界面環(huán)境 (session)下運行 ，在運行這些程序時他們被加載到 UG 的運行空間中（ UG 分配的內(nèi)存）； External 模式開發(fā)的程序能在操作系統(tǒng) (Windows NT/2020/XP 及 UNIX)下運行，不在 UG 環(huán)境中或作為 UG 的子進(jìn)程運行。 8 盡管沒有圖形顯示，但 UG/Open API 提供了函數(shù)用于打印機(jī)或繪圖儀輸出，也可以輸出為 CGM 文件等其他數(shù)據(jù)文件。 表 21 常用頭文件的名稱及其描述 頭文件名 頭文件描述 UG/OPEN API 的公共類型和函數(shù)定義 與裝 配有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與部件和對象屬性有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與間隙分析相關(guān)函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義 UG/OPEN 接口所需要數(shù)據(jù)類型和宏的定義 與目錄及路徑相關(guān)的函數(shù)機(jī)構(gòu)定義 與顯示有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與制圖中截面線和圖紙等有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與制圖中符號、標(biāo)注和尺寸等有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與用戶出口有關(guān)的函 數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與零件族有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與 MenuScript 中對象屬性操作有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與模型創(chuàng)建、查詢有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與特征建模有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與 普通建模有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與 UG 對象及屬性操作有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 UG對象的類型定義 與部件文件操作有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與 UIStyler 有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與用戶界面功能有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與視圖有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與 WAVE 功能有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與重量管理有關(guān)的函數(shù)和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 定義 與向量操作有關(guān)的函數(shù)和機(jī)構(gòu)定義 UG/Open Menu Script 菜單技術(shù) UG/Open Menu Script 不僅可以 使用戶利用 ASCⅡ 文件來編輯 UG 的菜單，也可以以一種無縫集成的方式為用戶開發(fā)的應(yīng)用程序創(chuàng)建菜單。 Menu Script 同時也提供了一個菜單欄報告工具，以幫助用戶查看定制的菜單，診斷錯誤。對于菜單的自定義大致可以分為如下三個層次 [6]。 （ 1）自定義菜單 該級別的自定義允許單個用戶或者管理員重新安排 UG 的功能，去除在其產(chǎn)品開發(fā)過程中不需要的功能。這種級別的自定義不需要編程實現(xiàn)。 （ 2）自定義 UG 功能 該級別的自定義允許單個用戶或者管理員取代或增加標(biāo)準(zhǔn)的 UG 功能，并添加其自己定義的功能。 9 （ 3）添加自定義應(yīng)用 該級別的自定義其目的在于使用戶或第三方開發(fā)商開發(fā)的應(yīng)用程序完全集成在 UG中。該級別的自定義需要編程實現(xiàn)。 UG 的菜單文件是擴(kuò)展名為 .men 的文本文件，可以使用 Windows 的記事本進(jìn)行編輯。 UG/Open Menu Script 提供了一套用于定義 UG 菜單的腳本語言。實際上， UG 系統(tǒng)的菜單文件也是用該腳本語言編寫的。 UG 為主菜單欄、快捷菜單欄提供了豐富的系統(tǒng)菜單文件 ，表 22 列出了一些常用的系統(tǒng)菜單文件。 這些菜單文件默認(rèn)情況下都保存在UGⅡ _BASE_DIR/ugⅡ /menus 文件夾下。 表 22 UG 系統(tǒng)常用菜單文件 文 件 名 說 明 UG 主菜單欄的菜單文件 UG 快捷菜單文件 進(jìn)入加工應(yīng)用模式后，為菜單欄添加相應(yīng)按鈕的菜單文件 進(jìn)入制圖應(yīng)用模式后，為菜單欄添加相應(yīng)按鈕的菜單文件 進(jìn)入運動分析應(yīng)用模式后，為菜單欄添加相應(yīng)按鈕的菜單文件 進(jìn)入建模應(yīng)用模式后，為菜單欄添加相應(yīng)按鈕的菜單文件 進(jìn)入鈑金 → 成型 應(yīng)用模式后，為菜單欄添加相應(yīng)按鈕的菜單文件 使用 UG/Open Menu Script 自定義 UG 菜單可以有兩種方法，分別是使用 Addon菜單文件和復(fù)制和編輯系統(tǒng)菜單文件。使用 Addon 菜單方法是添加編輯量很小的菜單文件到菜單文件的目錄中，使用 Addon 菜單可以移出用戶不需要的菜單項；添加新的菜單和菜單項；重新組織 UG 的菜單；修改菜單和菜單項的標(biāo)題；為已經(jīng)存在的應(yīng)用按鈕添加動態(tài)庫和菜單文件。復(fù)制和編輯系統(tǒng)菜單文件是指復(fù)制、編輯系統(tǒng)菜單文件并將其放置在特定的目錄下，覆蓋原始 菜單文件。系統(tǒng)推薦使用 Addon 菜單文件方法，該方法不僅編輯起來比較方便、易于維護(hù)，而且其功能也相當(dāng)強(qiáng)大，基本可以滿足應(yīng)用開發(fā)的所有需求。使用 Addon 菜單文件的另一個優(yōu)點在于它可以被 UG 很方便地自動加載。對于與具體應(yīng)用模式無關(guān)的菜單文件放置在 startup 文件夾下，與具體應(yīng)用模式相關(guān)的菜單文件放置在相應(yīng)的 application 文件夾下，通過使用 MENU_FILES 聲明，即可將菜單名與應(yīng)用模式按鈕相關(guān)聯(lián)，點擊該應(yīng)用模式按鈕后即可自動加載與其相關(guān)聯(lián)的菜單文件。復(fù)制和編輯系統(tǒng)菜單文件方法不推薦使用，這主要是 由于其編輯起來相當(dāng)復(fù)雜，特別是對于像 這樣大型的菜單文件，其維護(hù)也非常麻煩。 下面通過一個實例說明菜單腳本語言的語法，該實例用于創(chuàng)建二級菜單按鈕。在用戶工程路徑下的 Startup 文件夾中創(chuàng)建腳本文件 ，并輸入如下代碼 ， 表 23 所示 ，即可在 UG 中獲得如圖 21 所示的菜單。 圖 21 二級下拉菜單 10 表 23 菜單腳本文件說明 語 句 說 明 VERSION 120 菜單腳本文件的版本信息 EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR 編輯 UG 系統(tǒng)菜單的文件 HIDE UG_WINDOW 隱藏“窗口”菜單 BEFORE UG_HELP 之后定義的內(nèi)容將位于“幫助”菜單之前 CASCADE_BUTTON CUSTOM_MENU 定義 CASCADE 按鈕，點擊這種按鈕將彈出下拉菜單，該按鈕的名稱為“ CUSTOM_MENU”，該名稱必須出現(xiàn)在相應(yīng)的 MENU聲明中 LABEL 主菜單 CASCADE 按鈕的標(biāo)題為“主菜單” END_OF_BEFORE 結(jié)束 BEFORE 定義，與 BEFORE UG_HELP 相對應(yīng) MENU CUSTOM_MENU 聲明要定義名為 CUSTOM_MENU 菜單，其名稱與之前的 CASCADE 按鈕的名稱相對應(yīng) TOGGLE_BUTTON T_B_NAME 定義 TOGGLE_BUTTON,這種按鈕具有 ON 和OFF 兩種狀態(tài)。定義該按鈕的名稱為 T_B_NAME LABEL TOGGLE 按鈕 定義 TOGGLE_BUTTON 的標(biāo)題為“ TOGGLE 按鈕” ACCELERATOR Ctrl+1 定義 TOGGLE_BUTTON 的加速鍵為 Ctrl+1 ACTIONS TOG_BUTTON_ACTION 定義點擊 TOGGLE_BUTTON 的相應(yīng)行為 UTTON BUTTON_NAME_1 定義 BUTTON,在 MenuScript 中 BUTTON 即為一般的按鈕，點擊該按鈕會激發(fā)相應(yīng)的行為，其名稱為“ BUTTON_NAME_1” BEL GENERAL 按鈕 1 定義 BUTTON 的標(biāo)題為“ GENERAL 按鈕 1” ACTIONS notepad 定義點擊該按鈕的行為為打開 Windows 的記事本 SEPARATOR 定義菜單中的分割線 CASCADE_BUTTON SUB_MENU 定義 CASCADE 按鈕，其名稱為“ SUB_MENU‖ LABEL 子菜單 CASCADE 按鈕的標(biāo)題為“子菜單“ END_OF_MENU 結(jié)束 CUSTOM_MENU的定義 MENU SUB_MENU 開始 SUB_MENU 子菜單的定義，其名稱與CASCADE_BUTTON、 SUB_MENU 相對應(yīng) BUTTON BUTTON_NAME_2 定義名為 BUTTON_NAME_2 的 BUTTON LABEL GENERAL 按鈕 2 定義 BUTTON 的標(biāo)題為 GENERAL 按鈕 2 ACTIONS 定義 BUTTON 的 相 應(yīng) 行 為 是 打 開 名 為