基于Pro/ENGINEER的注塑模電極工程圖模塊設(shè)計

劉 斌， 趙春振， 劉榮亮

（華南理工大學(xué)聚合物成型加工工程教育部重點實驗室，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心，廣東 廣州 510640）

基于Pro/ENGINEER的注塑模電極工程圖模塊設(shè)計

劉 斌， 趙春振， 劉榮亮

（華南理工大學(xué)聚合物成型加工工程教育部重點實驗室，聚合物新型成型裝備國家工程研究中心，廣東 廣州 510640）

針對所開發(fā)的注塑模電極 CAD系統(tǒng)，利用 Pro/E提供的二次開發(fā)工具Pro/TOOLKIT和MFC對話框技術(shù)，在Visual C++ 6.0編譯環(huán)境下，對Pro/E的工程圖模塊進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)了注塑模電極工程圖的自動生成，提高了注塑模電極工程圖的設(shè)計效率。

計算機(jī)應(yīng)用；注塑模電極；電極工程圖；二次開發(fā)

1 電極工程圖模塊二次開發(fā)的必要性

在工業(yè)生產(chǎn)中，二維工程圖被稱為“工程技術(shù)界的語言”，是工程技術(shù)界必不可少的技術(shù)文件。國內(nèi)外各種三維CAD軟件的二維工程圖功能給企業(yè)的生產(chǎn)和制造提供了一種有效的設(shè)計工具，但是仍然存在以下的問題：二維工程圖的出圖效率低，圖紙設(shè)計時間長，尺寸、符號和視圖標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等[1]。比如，在 Pro/E軟件中，它只提供了一個面向所有用戶的通用工程圖平臺，沒有符合自己國家標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境配置文件和繪圖配置文件，需要用戶自行設(shè)置。這難以滿足企業(yè)本地化和國家標(biāo)準(zhǔn)化要求，也降低了設(shè)計速度，影響了設(shè)計效率[2]。

針對以上問題，根據(jù)企業(yè)本地化和國標(biāo)化的要求，作者研究開發(fā)了注塑模具電極設(shè)計的專用工程圖出圖模塊。主要在以下方面進(jìn)行了研究：用方便友好的人機(jī)交互界面的形式來設(shè)置工程圖繪圖配置文件；自動生成電極各個視圖并且將視圖的編輯修改集成到可視化的對話框中；實現(xiàn)了電極尺寸的自動標(biāo)注以及在對話框中編輯尺寸等；最后，設(shè)計了創(chuàng)建表格的程序用于標(biāo)題欄和明細(xì)欄的創(chuàng)建，并開發(fā)出了能實現(xiàn)表格、表格單元編輯和對表格單元輸入文字功能的人機(jī)交互界面。

2 注塑模電極工程圖模塊的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)計出完整的電極三維模型之后，還需要生成二維工程圖以進(jìn)行電極零件的加工，以及電極裝配工程圖來對電極進(jìn)行定位[3]。所以，根據(jù)注塑模電極設(shè)計的內(nèi)容和特點，本模塊在Pro/E平臺上，利用 Pro/E提供的二次開發(fā)工具包Pro/Toolkit和MFC對話框技術(shù)，在Visual C++ 6.0編譯環(huán)境下，對Pro/E的工程圖模塊進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)注塑模電極工程圖的自動生成模塊功能。注塑模電極工程圖設(shè)計模塊的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

圖1 注塑模電極工程圖設(shè)計模塊的總體結(jié)構(gòu)圖

設(shè)計注塑模電極工程圖模塊的總體結(jié)構(gòu)之后，通過采用子菜單和彈出式菜單的形式，將這些框架結(jié)構(gòu)在Pro/ENGINEER環(huán)境下實現(xiàn)，其菜單框架如圖2所示。

圖2 注塑模電極工程圖菜單

3 注塑模電極工程圖自動生成模塊的設(shè)計及實現(xiàn)

3.1 界面設(shè)計

彈出式對話框是目前最先進(jìn)、最流行的一種人機(jī)交互方式，它能提供圖形與文字共存的可視化環(huán)境，使操作更為方便快捷。本文采用VC++6.0提供的MFC可視化對話框設(shè)計技術(shù)來建立工程圖模塊中的對話框。

在Pro/Toolkit應(yīng)用程序中，使用MFC創(chuàng)建對話框的一般過程如下[4-5]：

（1） 用VC++中的應(yīng)用程序向?qū)ppWizard創(chuàng)建Pro/Toolkit應(yīng)用程序基本框架。

（2） 在由AppWizard創(chuàng)建的且與工程文件名同名的 CPP文件中增加 user_initialize（）和user_terminate（）函數(shù)；或者在下拉菜單的菜單動作函數(shù)中定義。

（3） 創(chuàng)建對話框。在VC++集成開發(fā)環(huán)境選擇“Insert”菜單中的“Resource”插入“Dialog”，并使用Developer Studio的對話框編輯器設(shè)計用戶需要的對話框。

（4） 設(shè)計好“Dialog”之后，用ClassWizard創(chuàng)建對話框類，自動生成CDialog派生類定義的頭文件和相應(yīng)的實現(xiàn)文件，并在對話框類文件中增加功能實現(xiàn)代碼。

（5） 創(chuàng)建和顯示對話框。在菜單動作函數(shù)中，調(diào)用DoModal（）函數(shù)顯示和創(chuàng)建模式對話框；調(diào)用Create（）函數(shù)顯示和創(chuàng)建模式對話框。

注塑模電極工程圖設(shè)計包括電極零件圖設(shè)計和電極裝配圖設(shè)計，都包含了4個子功能模塊，即配置文件設(shè)計模塊、視圖設(shè)計模塊、尺寸自動標(biāo)注模塊和表格設(shè)計模塊。在零件模式和裝配模式中，4個子功能模塊彈出對應(yīng)的4個對話框都是一樣的，只是具體實現(xiàn)的功能有所不同。比如，尺寸自動標(biāo)注對話框，在零件模式中需要標(biāo)注出電極零件的各個幾何尺寸，而在裝配模式下只需要標(biāo)注出電極零件在裝配件中的裝配位置即可。4個子功能模塊的對話框界面設(shè)計分別如下：

（1） 工程圖配置文件設(shè)置

Pro/E工程圖模塊中有關(guān)尺寸文本、尺寸標(biāo)準(zhǔn)和單位等屬性是通過工程圖配置文件來設(shè)定的。而Pro/E默認(rèn)的配置選項并不完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)，所以需要用戶自行設(shè)定。本系統(tǒng)工程圖配置文件設(shè)置對話框是采用MFC中屬性頁的人機(jī)交互界面來設(shè)置，其中常用的選項設(shè)置如圖3所示。

（2） 視圖設(shè)計

本功能模塊利用Pro/Toolkit提供的庫函數(shù)，將零件視圖操作集中到一個簡潔的人機(jī)交互界面中來實現(xiàn)，對話框如圖4所示。

（3） 尺寸自動標(biāo)注

尺寸和公差是工程圖中最重要的元素之一，它精確地表達(dá)了電極零件的幾何形狀以及裝配件的裝配關(guān)系。該對話框?qū)崿F(xiàn)了注塑模電極零件尺寸的自動標(biāo)注、編輯和修改等功能以及注塑模電極裝配的裝配關(guān)系，如圖5所示。

圖3 配置文件設(shè)置屬性頁對話框

圖4 視圖設(shè)計對話框

圖5 尺寸標(biāo)注對話框

（4） 表格設(shè)計

工程圖中除了用視圖和尺寸表達(dá)注塑模電極零件之外，還需要用表格來輔助表達(dá)一些信息，如零件圖中用標(biāo)題欄表示設(shè)計者、零件材料和企業(yè)名稱等基本信息；裝配圖中則用明細(xì)欄表達(dá)各個元件的基本信息等。該對話框提供了基本表格的創(chuàng)建、編輯和表格單元文本輸入等功能，如圖6所示。

圖6 表格設(shè)計對話框

應(yīng)用Pro/E軟件中的工程圖模塊繪制工程圖時，可以根據(jù)企業(yè)或者國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置“工程圖模板”并保存到系統(tǒng)的模板庫中，供設(shè)計人員調(diào)用。這些標(biāo)準(zhǔn)的模板中有標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)題欄，本文根據(jù)“GB/T10609.1，10609.2-89”國家制圖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)題欄，設(shè)計了專門的文本輸入功能，并通過圖6中對話框上的“標(biāo)準(zhǔn)模板中的標(biāo)題欄設(shè)計〉〉”按鈕調(diào)出其文本輸入對話框。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)及實現(xiàn)

Pro/Engineer軟件中的工程圖模塊雖然提供了較為完善的二維工程圖的生成和編輯功能，基本能滿足廣大用戶的需求。但是，為了更好的提高工程圖設(shè)計效率，本文從二次開發(fā)的角度，利用Pro/Toolkit提供的應(yīng)用程序接口，調(diào)用Pro/E底層函數(shù)，開發(fā)出本土化、企業(yè)化的工程圖設(shè)計模塊。下面分別講述注塑模電極工程圖模塊的4個子功能模塊功能實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

（1） 工程圖配置文件的設(shè)置

在Pro/E軟件中，應(yīng)用工程圖模塊繪制工程圖時，第一步就是進(jìn)行配置文件的設(shè)置。配置文件包括系統(tǒng)環(huán)境配置文件（config.pro）和繪圖配置文件（prodetail.dtl）。但是，Pro/E系統(tǒng)配置文件選項有800多個，繪圖配置文件也有200多個，并且這些選項的默認(rèn)值中很多都不符合我國國家標(biāo)準(zhǔn)，所以，大多數(shù)選項都需要用戶自行設(shè)置。如果每次繪制工程圖時，對這幾百個選項進(jìn)行設(shè)值，將是一項繁雜的工程。

本文開發(fā)的工程圖配置文件設(shè)置模塊就很好的解決了這個問題。該模塊從繁多的配置選項中選出重要的、常用的選項集中到一個人機(jī)交互的對話框中進(jìn)行賦值設(shè)置。采用圖3所示的屬性頁對話框來設(shè)置重要選項的值。功能實現(xiàn)的關(guān)鍵代碼如下：

首先采用編輯框和組合窗口兩種控件來實現(xiàn)選項值的選擇和讀入；比如，設(shè)定編輯框控件變量m_drawing_text_height來存儲字體的高度；用 組 合 框 "m_arrow_style.AddString("closed"); m_arrow_style. AddString("open");m_arrow_ style. AddString("filled");"來設(shè)置箭頭式樣；設(shè)計完各個選項值后，應(yīng)用程序段：

//獲取繪圖模型

ProStringToWstring(fileName,"DrawSetFile. dtl");

ProInputFileRead(drawing,fileName,PRO_ DWG_SETUP_FILE,NULL,NULL,NULL,NULL); }

//讀入配置各項文件將各個值寫入到繪圖配置文件(DrawSetFile.dtl)中去，Pro/E系統(tǒng)讀入這些數(shù)據(jù)值之后便實現(xiàn)了配置選項的設(shè)置。

（2） 視圖設(shè)計

在Pro/E工程圖模塊中，創(chuàng)建零件視圖和編輯零件視圖都需要在不同的菜單中完成，操作繁瑣。本功能模塊將零件視圖的創(chuàng)建、視圖的編輯和比例的調(diào)整都集成到一個對話框中，為用戶提供了簡單明了、方便快捷的功能。視圖設(shè)計功能實現(xiàn)的思路及關(guān)鍵代碼如下：

首先在創(chuàng)建視圖之前必須先建立新的視圖頁面，須調(diào)用函數(shù)ProDrawingSheetCreate（）和函數(shù) ProDrawingCurrentSheetSet（）來建立和設(shè)置當(dāng)前工程圖頁面；之后，調(diào)用一般視圖創(chuàng)建函數(shù)ProDrawing GeneralviewCreate（）來創(chuàng)建三個視圖；創(chuàng)建視圖之后，需要在對話框類的成員函數(shù) OnInitDialog（）中調(diào)用自定義函數(shù)DrawingViewGet（），通過列表控件來顯示三個視圖的基本信息；按鈕“增加視圖”和“刪除視圖”是對所選擇視圖進(jìn)行投影或者刪除；視圖的編輯是調(diào)用函數(shù)ProDrawingViewMove（），根據(jù)編輯框控件輸入的ΔX和ΔY進(jìn)行移動，這一步也可以切換到Pro/E環(huán)境下進(jìn)行操作；如果插入的視圖比例不適當(dāng)，則可以調(diào)用ProDrawingViewScaleSet（）和ProDrawingScaleSet（）來進(jìn)行設(shè)置；完成后的注塑模電極視圖設(shè)計如圖7所示。

（3） 尺寸自動標(biāo)注

Pro/E工程圖模塊中，提供了尺寸自動標(biāo)注的功能，但是標(biāo)注之后的尺寸雜亂無章，需要手動逐項刪除和編輯。本功能模塊不僅實現(xiàn)了自動標(biāo)注功能，還將主要的尺寸編輯操作集成到一個對話框中，簡化了尺寸標(biāo)注操作。尺寸自動標(biāo)注功能實現(xiàn)的思路及關(guān)鍵代碼如下：

點擊“尺寸自動標(biāo)注”子菜單后，對話框類中的成員函數(shù) OnInitDialog（）調(diào)用自定義函數(shù)GetDimensionInf（），獲得零件模型中的所有尺寸，并將所獲得的尺寸和公差顯示在列表框控件中。在自定義函數(shù)中則需要調(diào)用 ProDrawing ViewsCollect（），ProDimensionValueSet和ProDimensionShow（）等庫函數(shù)來獲得及顯示尺寸；復(fù)選框“顯示尺寸值”調(diào)用庫函數(shù)ProDisplaymodeSet（）來設(shè)置是顯示尺寸值還是顯示尺寸符號；復(fù)選框“顯示尺寸公差”用來設(shè)置是否顯示尺寸公差值。注塑模電極零件尺寸標(biāo)注完成后如圖8所示。這部分功能在注塑模電極零件圖和裝配圖中的應(yīng)用有所不同，零件圖中用來標(biāo)注和編輯電極零件的所有尺寸，而在裝配圖中則只標(biāo)注電極零件在組裝件中的裝配尺寸。

圖7 注塑模電極零件視圖設(shè)計

圖8 注塑模電極零件尺寸標(biāo)柱

（4） 表格設(shè)計

在Pro/E環(huán)境的工程圖模塊中，雖然提供了表格功能，但是表格的創(chuàng)建需要根據(jù)圖紙的坐標(biāo)來設(shè)計，不夠靈活簡便；表格的編輯功能完全是在菜單工具條中操作，功能比較分散，應(yīng)用繁瑣，不方便。本功能模塊將繁瑣的表格創(chuàng)建功能全部集成到一個對話框中完成，使得無論在零件圖中創(chuàng)建標(biāo)題欄還是在裝配圖中創(chuàng)建明細(xì)表變得簡單明了，方便快捷。

本模塊表格設(shè)計功能實現(xiàn)的思路及關(guān)鍵代碼如下：

在“表格創(chuàng)建”欄中設(shè)置好表格行列數(shù)之后，點擊“創(chuàng)建表格”按鈕創(chuàng)建表格，由如下關(guān)鍵程序段實現(xiàn)該項功能：

ProDwgtabledataAlloc(&table_data);

//為表格分配內(nèi)存空間

ProDwgtabledataOriginSet(table_data, origin); //設(shè)置表格原點

for (i=0; i＜ncols; i++) justifications[i] = PROHORZJUST_LEFT;

for (i=0; i＜ncols; i++) width[i]=w;

//設(shè)置表格列的屬性

ProDwgtabledataColumnsSet(table_data,

ncols, width, justifications);

for (i=0; i＜nrows; i++) height[i]=h;

//設(shè)置表格行的屬性

ProDwgtabledataRowsSet(table_data, nrows, height);

ProDwgtabledataSizetypeSet(table_data,

PRODWGTABLESIZE_CHARACTERS);

ProDrawingTableCreate(drawing, table_data, 0, &table); //創(chuàng)建表格

ProDwgtableDisplay(&table);

//顯示表格

創(chuàng)建好表格之后，調(diào)用ProDwgtableRowAdd（）和 ProDwgtableColumnAdd（）等函數(shù)對表格進(jìn)行編輯；調(diào)用 ProDwgtableCellsMerge/ Remesh（）等系列函數(shù)對表格單元進(jìn)行合并刪除編輯工作；最后采用ProDwgtableCreate（）函數(shù)對選定的表格單元輸入文字。完成后的注塑模電極零件圖標(biāo)題欄如圖9所示。

圖9 注塑模電極工程圖表格設(shè)計

4 結(jié) 束 語

利用Pro/E提供的二次開發(fā)工具Pro/TOOLKIT和MFC對話框技術(shù)，在Visual C++ 6.0編譯環(huán)境下，對Pro/E的工程圖模塊進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)了注塑模電極工程圖的自動生成模塊功能。它很好地將Pro/E工程圖功能模塊集成化、簡單化地應(yīng)用到注塑模電極工程圖設(shè)計中，減少了工程圖出圖時間，從而大大提高了注塑模電極工程圖的設(shè)計效率。

[1] 張繼春. Pro/ENGINEER二次開發(fā)實用教程[M]. 北京: 北京大學(xué)出版社, 2004. 1-5.

[2] 盧 偉. 基于UG的電極二維工程圖紙自動生成技術(shù)的研究[D]. 武漢: 華中科技大學(xué), 2007.

[3] 歐荔蘋, 劉 斌. 基于Pro/E二次開發(fā)的電極模塊參數(shù)化設(shè)計[J]. 機(jī)械設(shè)計與制造, 2008, (4): 67-69.

[4] 李世國. Pro/TOOLKIT程序設(shè)計[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003. 300-306.

[5] Parametric Technology Corporation. Pro/ENGINEER Wildfire Pro/TOOLKIT User’s Guide [M]. USA: PTC, 2003. 85-100.

The Module Design of Engineering Drawing for Injection Mould Electrode Based on Pro/ENGINEER

LIU Bin, ZHAO Chun-zhen, LIU Rong-liang
( The Key Laboratory of Polymer Processing Engineering of Ministry of Education, National Engineering Research Center of Novel Equipment for Polymer Processing, South China University of Technology, Guangzhou Guangdong 510640, China )

Facing to the development of injection mould electrode CAD system, the secondary development tool of Pro/TOOLKIT and MFC dialog technology are used under the VC++6.0 compiling environment. The module of automatic generation of engineering drawing for injection mould electrode is realized and the design efficiency of injection mould electrode is improved.

computer application; injection mould electrode; electrode engineering drawing; secondary development

TP 391.72

A

1003-0158(2010)03-0032-08

2008-10-28

劉 斌（1969-），男，湖南益陽人，副教授，博士，主要研究方向為模具CAD/CAE/CAM和材料成型裝備及數(shù)控技術(shù)。