【正文】 As Object 39。在此，我向王巍老師表達(dá)最真摯的謝意。今天，畢業(yè)設(shè)計(jì)工作即將結(jié)束，我也如期完成任務(wù)。如果進(jìn)行連續(xù)制孔，效率不高。據(jù)此，我用 VB 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編制了友好的操作界面，使用戶操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，用戶還可對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程進(jìn)行管理操作。通過(guò)虛擬機(jī)床不僅可以全面、逼真地反映現(xiàn)實(shí)的加工環(huán)境和加工過(guò)程，還能對(duì)加工中出現(xiàn)的碰撞、干涉提供報(bào)警信息，對(duì)產(chǎn)品的可加工性、工藝規(guī)程的合理性和加工精度進(jìn)行評(píng)估、預(yù)測(cè)，達(dá)到節(jié)省資源、避免風(fēng)險(xiǎn)的目的。通過(guò) CATIA 錄制宏，在宏的基礎(chǔ)上對(duì)它進(jìn)行分析，并按照設(shè)計(jì)的需要在 Visual Basic 語(yǔ)言的界面修改調(diào)試宏中的程序，達(dá)到實(shí)現(xiàn)制孔設(shè)備的虛擬裝配和制孔運(yùn)動(dòng)仿真。并為后續(xù)的工廠中生產(chǎn)提供信息，并對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。計(jì)算機(jī)還可以重復(fù)仿真，優(yōu)化實(shí)施方案。 仿真就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)抽象和簡(jiǎn)化形成系統(tǒng)模型，然后在分析的基礎(chǔ)上運(yùn)行此模型，從而得到該系統(tǒng)的一系列的統(tǒng)計(jì)性能。虛擬制造是一種新的制造技術(shù)，它以信息技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支持。 虛擬制造系統(tǒng)（ Virtual Manufacturing System， VMS)是現(xiàn)實(shí)制造系統(tǒng)（ Real Manufacturing System， RMS)在虛擬環(huán)境下的映射，是 RMS 的模型化、形式化和計(jì)算機(jī)化的抽象描述和表示。 圖 縱向運(yùn)動(dòng)仿真 4．在機(jī)制 3 下的命令 1 是進(jìn)行制孔設(shè)備的制孔運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行制孔運(yùn)動(dòng)如圖如圖 所示。 圖 橫向及縱向運(yùn)動(dòng) 圖 制孔運(yùn)動(dòng) 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 2．在機(jī)制 1 下的命令 1 是進(jìn)行制孔設(shè)備的橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)如圖 所示 。 1．按下 。 3 個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)為X、 Y 和 Z。 圖 載入制孔設(shè)備 基于 CATIA 二次開(kāi)發(fā)制孔設(shè)備運(yùn)動(dòng)仿真 制孔設(shè)備 為 3 自由度的數(shù)控設(shè)備，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 圖 蒙皮定位 8．按下“載入滑桿”按鈕，載入制孔設(shè)備的滑桿后，運(yùn)行結(jié)果如圖 所示。 圖 骨架定位 6．按下“載入蒙皮”按鈕，蒙皮載入后，運(yùn)行結(jié)果如圖 所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 圖 載入型架 4．按下“載入骨架”按鈕，載入 骨架后，運(yùn)行結(jié)果如圖 所示。 圖 操作界面 2．按下載入“啟動(dòng) CATIA”按鈕，啟動(dòng) CATIA，運(yùn)行結(jié)果如圖 所示。 制孔設(shè)備 的精確建模包括 制孔設(shè)備的 外廓、 底座 、 型架 和工裝等在 CATIA V5下精確數(shù)模的建立。如果全部建立精確數(shù)模，工作量過(guò)大，也沒(méi)有必要。這是保證模沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 擬與仿真結(jié)果的基礎(chǔ)。視頻將按照設(shè)定的 保存在相關(guān)目錄下。在 “ 捕獲 ”欄中計(jì)時(shí)器上選擇幀頻和選擇錄制窗口的大小和區(qū)域。 圖 視頻錄制器 2． 單擊 命令會(huì)出現(xiàn)如下對(duì)話框 ， 如圖 所示。非常方便。此功能可以將操作的整個(gè)過(guò)程錄制下來(lái)。 圖 運(yùn)動(dòng)仿真 CATIA 運(yùn)動(dòng)仿真錄制視頻 用 CATIA 軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬后，有時(shí)為了更清晰地將整個(gè)裝配過(guò)程及運(yùn)動(dòng)過(guò)程呈現(xiàn)在客戶或工人面前，就需要使用動(dòng)畫(huà)進(jìn)行演示。 圖 成功 3． 運(yùn)動(dòng)仿真 （ 1） 點(diǎn)擊 鍵后出現(xiàn) Kinematics Simulation 對(duì)話框，用 Command bar 來(lái)確認(rèn)機(jī)構(gòu)移動(dòng) ，如圖 所示。 圖 創(chuàng)建機(jī)構(gòu) （ 4）鼠標(biāo)放到 Line 1 后，點(diǎn)擊軸線，下圖中再找 Line 2，如 圖 所示 。 圖 導(dǎo)入零件 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 導(dǎo)入零件 （ 2）回到 DMU Kinematics Workbench 后，點(diǎn)擊 鍵，對(duì)話框中點(diǎn)擊 New Mechanism， 選擇固定的零件， 如圖 所示。 運(yùn)動(dòng)仿真的 應(yīng)用舉例 1． 選 擇菜單中 開(kāi)始 ? 數(shù)字模型 ? DMU Kinematics， 如圖 所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 8．選擇“創(chuàng)建”按鈕，即打開(kāi) CATIA，創(chuàng)建圓環(huán)體，運(yùn)行結(jié)果如圖 所示。再次選擇“文件 ? 保存工程”選項(xiàng) ,選擇保存路徑，即可保存窗體（ .frm）和工程文件（ .vbp） ,如圖 所示。 圖 輸入 代碼 6．打開(kāi)“工程設(shè)計(jì)”窗口，依次選擇“文件 ? 生成工程 ” ,選擇路徑，即可保存此程序的操作界面。 圖 創(chuàng)建圓環(huán)體 5．在工程 1Form1 （ Code）中添加代碼，如圖 所示。 4．在窗體上添加兩個(gè)命令按鈕，將第一個(gè)按鈕的“名稱”屬性改為“ cmdCreate”，Caption 屬性改為“創(chuàng)建”， 將第二個(gè)按鈕的“名稱”屬性改為“ cmdExit”， Caption屬性改為“退出”。 3．在窗體上添加第二個(gè)標(biāo)簽和文本框，將它們的“名稱”屬性分別改為 lbDisCount和 txtDis。 2．在窗體上添加一個(gè)標(biāo)簽和一個(gè)文本 框，將它們的“名稱”屬性分別改為 lb1Count和 txtCount。如圖 所示。 圖 建立 Form1 3．在 VB 中建立了一個(gè)新建工程后，我們需要引用 CATIA 類。如圖 所示。該腳本將新建一個(gè)零件文檔，在其中創(chuàng)建有 5 個(gè)圓環(huán)體的拉伸特征，如圖 所示。單擊腳本編輯器菜單中的保存修改過(guò)的文件，關(guān)閉腳本編輯器。 圖 宏編輯 腳本改為能創(chuàng)建并排的 5 個(gè)圓環(huán)。單擊“編輯 ”按鈕，啟動(dòng)宏編輯器。 修改宏 可以對(duì)錄制的宏進(jìn)行修改以適應(yīng)實(shí)際的需要。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 圓環(huán)體 8． 在錄制工具條上單擊 停止錄制的按鈕，停止當(dāng)前的宏錄制。 7． 選擇 功能，為剛剛完成的草圖創(chuàng)建一個(gè)拉伸特征。如圖 所示。 圖 建立 Part 4． 在模型中選擇 XY 平面，單擊工具條中的 圖標(biāo)進(jìn) 入草圖繪制?！巴Ｖ逛浿啤卑粹o的工具條會(huì)出現(xiàn)在屏幕中，如圖 所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 宏錄制 如果之前沒(méi)有使用過(guò)宏的功能， CATIA 會(huì)提供一個(gè)默認(rèn)的宏庫(kù)。 2．從菜單中選擇“工具 ? 宏 ? 開(kāi)始錄制”命令，以顯示錄制宏的對(duì)話框。 這里我們用的是 Microsoft Visual Basic 中文企業(yè)版進(jìn)行 VB 程序的具體編寫(xiě)和調(diào)試，最終生成一個(gè)典型的可控界面 。發(fā)生一個(gè)事件就執(zhí)行一個(gè)相應(yīng)的任務(wù)。 2． 快捷 ， 對(duì)象 (Object)中的數(shù)據(jù)都保存在屬性中，我們可以通過(guò)改變控件的屬性控制其在程序中的作用。 4 Visual Basic 環(huán)境下的 CATIA 二次開(kāi)發(fā) Visual Basic 是 Microsoft 公司于 1991 年推出的基于 Windows 開(kāi)發(fā)平臺(tái)的軟件開(kāi)發(fā)工具，它繼承了 Basic 的簡(jiǎn)單、高效、易用易學(xué)的功能，并融入了如面向?qū)ο?、設(shè)計(jì)過(guò)程可視化、事件驅(qū)動(dòng)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，從而成為目前開(kāi)發(fā)Windows 應(yīng)用程序最好、最簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)工具之一。 表 兩種開(kāi)發(fā)方式各自具有本身的特點(diǎn)，是兩種層次上的開(kāi)發(fā)方式，在對(duì)兩種方法了解后，根據(jù)開(kāi)發(fā)的要求和難度來(lái)選擇開(kāi)發(fā)的方式。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(kāi)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(shí)，還必須具備軟件開(kāi)發(fā)的知識(shí)和能力，這無(wú)疑也是一件極具挑戰(zhàn)性的工作。同時(shí) CAA 利用了組件對(duì)象技術(shù) (Component Object Model， COM)，通過(guò)COM 調(diào)用 CATIA 最底層的 API，這給對(duì) CAA 的 學(xué)習(xí)掌握帶來(lái)了困難，對(duì)于更深層次的研討使用也帶來(lái)了極大的障礙?？梢钥闯?， 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。 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。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。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。 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)。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。 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。 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。 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。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。 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。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)。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。 (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。 (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。 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。 CATIA 等的 CAD 軟件使用了 VBScript 語(yǔ)言來(lái)記錄宏。但是，相當(dāng)多的 Visual Basic 特性在 VBScript 中被刪去了。 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。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。 CATScript 語(yǔ)言 使用 CATScript 語(yǔ)言生成的宏記錄文件為 *.CATScript 格式。 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。 VBScript， Visual Basic 的腳本語(yǔ)言，用于 Windows NT 系統(tǒng)； 宏可以用下列幾種腳本語(yǔ)言編寫(xiě)，這取決于操作系統(tǒng)： 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。 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) 。 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。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 。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。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、