基于MFC的UG二次開發(fā)方法的研究

陳 科 張 斌

(合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽230009)

基于MFC的UG二次開發(fā)方法的研究

陳 科 張 斌

(合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽230009)

介紹了三維繪圖軟件UGNX6.0的二次開發(fā)工具。針對UG/Open API在開發(fā)過程中的不足，分析了如何應(yīng)用MFC對UG進(jìn)行二次開發(fā)的方法，并以具體實例說明如何利用MFC和UG/Open API開發(fā)CAD系統(tǒng)。

UGNX6.0；MFC；UG/Open API；二次開發(fā)

UnigraphicsNX6.0(簡稱UGNX6.0)是通用的大型三維繪圖軟件，是計算機(jī)輔助設(shè)計、輔助制造、輔助工程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(CAD/CAM/CAE/PDM)一體化的軟件系統(tǒng)之一，擁有強(qiáng)大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和生成工程圖等設(shè)計功能。但UG是通用支撐軟件系統(tǒng)，沒有提供專用產(chǎn)品所需要的完整的計算機(jī)輔助設(shè)計和制造功能。由于機(jī)械產(chǎn)品種類很多，需要對具體產(chǎn)品在UG軟件平臺上進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩伍_發(fā)，設(shè)計友好的交互界面、實用的功能模塊和方便的專用產(chǎn)品CAD/CAM系統(tǒng)。本文主要介紹如何利用MFC對UG進(jìn)行二次開發(fā)的方法，并以實例說明[1]。

1 UG二次開發(fā)工具

1.1 組成部分

UG軟件的二次開發(fā)模塊提供了較為完整的開發(fā)工具集，可對UG系統(tǒng)進(jìn)行用戶化裁剪和開發(fā)，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軟件為用戶提供的最主要的開發(fā)工具，主要由UG/Open API、UG/Open GRIP、UG/Open MenuScript和UG/Open UIStyler 4個部分組成[2]。

(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2 000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)。

(2)在UG/Open API工具發(fā)布之前，UG的二次開發(fā)工具是UG/Open GRIP(Graphics Interactive Programming)。GRIP是一種專用的圖形交互編程語言，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。

(3)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。

(4)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。但UIStyler中包含的控件較少，功能有限。

1.2 UG/Open API的使用

UG/Open API(UF)是Unigraphics與外部應(yīng)用程序之間的接口，其程序的源代碼不能被UG直接執(zhí)行，需要通過編譯形成動態(tài)鏈接庫或可執(zhí)行文件后才能發(fā)揮作用。程序使用了UG/Open API函數(shù)在Internal環(huán)境下運(yùn)行的情況。內(nèi)部UF的優(yōu)點是能處理UG的UI對象接口，實現(xiàn)和UG界面的無縫集成并擴(kuò)充UG的特定功能，而且它執(zhí)行時每個步驟都能從UG的客戶窗口中得到動態(tài)反映，方便地實現(xiàn)與用戶的交互、屏幕選取等復(fù)雜操作。

1.3 MFC的使用

MFC(Microsoft Fundament Class)是VC++的一個重要的軟件資源，利用MFC可以方便地實現(xiàn)程序的可視化設(shè)計。與UG自帶的界面開發(fā)工具UIStyler相比，利用MFC設(shè)計對話框更容易，修改和調(diào)試也更方便、快捷。

利用UG/Open API進(jìn)行開發(fā)有很多好處，但也有一些不足，主要表現(xiàn)在下面兩個方面：

(1)字符串處理

UG/Open API基本上采用的是標(biāo)準(zhǔn)C的字符串函數(shù)，使用麻煩，容易出現(xiàn)錯誤。使用MFC中提供的CString等類，可大大降低開發(fā)周期。

(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

UG/Open API中實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很困難。使用MFC提供的CList、CMap和CArray等類，對于實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常方便。

1.4 UG調(diào)用方式與工程目錄結(jié)構(gòu)

UG二次開發(fā)程序采用了動態(tài)鏈接庫(DLL)技術(shù)，UG內(nèi)部應(yīng)用程序開發(fā)規(guī)定以動態(tài)鏈接庫方式對其進(jìn)行功能擴(kuò)展和應(yīng)用開發(fā)。動態(tài)鏈接庫被映射到其他應(yīng)用程序空間中執(zhí)行，與鏈接它的應(yīng)用程序可以看成是一體的。在Visual C++中將應(yīng)用程序編譯鏈接生成動態(tài)鏈接庫文件(*.dll)，UG啟動時會自動加載供用戶菜單調(diào)用，從而實現(xiàn)二次開發(fā)程序與UG平臺的無縫集成。在UG進(jìn)程中，采用菜單觸發(fā)方式調(diào)用DLL的過程如圖1所示。

圖1 DLL調(diào)用過程Figure 1 DLL calling process

在用戶設(shè)定的工程路徑下需要建立UG系統(tǒng)規(guī)定的工程目錄結(jié)構(gòu)。UG啟動時會在規(guī)定目錄中尋找并加載相應(yīng)的程序和資源。UG規(guī)定的目錄有Startup、Application和Udo。Startup目錄存放UG啟動時需加載的動態(tài)鏈接庫文件(*.dll)、菜單腳本文件(*.men)和用戶工具欄腳本文件(*.tbr)。Application目錄存放具體的功能擴(kuò)展程序文件，如UIStyle對話框文件(*.dlg)、工具圖標(biāo)文件(*.bmp)和位圖調(diào)色板文件(*.ubm)。Udo目錄存放用戶定義的數(shù)據(jù)和鏈接等。目錄結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 目錄結(jié)構(gòu)Figure 2 Catalog structure

2 UG二次開發(fā)程序示例

UG應(yīng)用程序調(diào)用MFC，其實質(zhì)是利用MFC創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫并被UG調(diào)用。下面以MFC和UG/Open API的協(xié)同開發(fā)為例講述UG二次開發(fā)的一般過程。由于本例需要UG Gateway的支持，因此使用了UG/Open API的Internal環(huán)境。開發(fā)流程如圖3所示。

圖3 開發(fā)流程圖Figure 3 Flow chart of development

2.1 搭建二次開發(fā)平臺

2.1.1 創(chuàng)建工程目錄

新建工程目錄E：UGSecond，并在該路徑下新建文件夾Startup和Application。前者用來存放.dll文件、.men文件和.tbr文件，后者存放.bmp文件。 這兩個文件夾為UG規(guī)定文件夾，應(yīng)確保其名稱拼寫無誤。

2.1.2 注冊工程路徑

利用配置文件法注冊工程路徑。UG規(guī)定了配置文件custom_dirs.dat用于指明用戶的工程路徑，該文件位于路徑“${UGII_BASE_DIR}UGIImenus”。在配置文件中添加工程路徑“E：UGSecond”，當(dāng)UG啟動時，系統(tǒng)檢查該文件中注冊的工程路徑并自動加載該路徑下的所有資源，包括用戶菜單、對話框和動態(tài)鏈接庫等。

2.1.3 設(shè)置VC++環(huán)境

打開Visual C++ 6.0，選擇菜單命令File→New，工程取名為Code，選擇對話框中的Projects選項卡和項目列表框中的MFC AppWizard(dll)項。選擇Regular DLL with MFC statically linked方式創(chuàng)建靜態(tài)鏈接MFC方式的DLL。進(jìn)入VC主界面后，在菜單中選擇Project→Settings...，在Link項Object/library module中加入“l(fā)ibufun.lib”和“l(fā)ibugopenint.lib”兩個庫文件。選擇Tool→Options，在Directories項中將“$UGII_BASE_DIRUGOPEN”分別加入到include files和library files條目中。UGOPEN文件夾存放了UG頭文件和程序在編譯過程中所需要的庫函數(shù)文件。

2.2 創(chuàng)建菜單欄和工具欄

2.2.1 菜單欄

UG/OPEN MenuScript提供了一套用于定義UG菜單的腳本語言。在工程路徑下的Startup文件夾下創(chuàng)建菜單腳本文件DataExtractor.men，并輸入以下代碼：

VERSION 170 (版本號)

EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR (編輯UG主菜單)

AFTER UG_HELP (第一級菜單位于Help菜單之后)

CASCADE_BUTTON UG_DATAEXTRACTOR (定義第一級菜單ID，下拉菜單)

LABEL 空調(diào)配管數(shù)據(jù)提取 (定義第一級菜單標(biāo)題)

END_OF_AFTER (結(jié)束第一級菜單編輯)

...

2.2.2 工具欄

工具欄文件是以.tbr為擴(kuò)展名的文本文件。在工程路徑下的Startup文件夾下創(chuàng)建菜單腳本文件DataExtractor.tbr，并輸入以下代碼：

TITLE 空調(diào)配管數(shù)據(jù)提取(工具欄標(biāo)題)

VERSION 170(版本號)

DOCK TOP(定義工具欄被導(dǎo)入時的起始位置為頂部)

BUTTON UG_DATAEXTRACTOR_PREPROHELP(工具欄按鈕名稱，與菜單腳本文件中相應(yīng)菜單命令的名稱相同)

LABEL 預(yù)處理幫助(工具按鈕的標(biāo)題)

BITMAP prepro_help.bmp(工具按鈕圖標(biāo)的文件名，位于工程路徑下Application文件夾)

...

UG啟動加載后如圖4所示。

圖4 菜單欄和工具欄Figure 4 Menu bar and tool bar

2.3 MFC對UG/Open API的開發(fā)

2.3.1 添加UG/Open入口函數(shù)

ufsta()是最常用的入口函數(shù)，當(dāng)UG啟動時激活該User Exit并執(zhí)行函數(shù)中的內(nèi)容。在Main.cpp文件中添加以下代碼：

extern“C”DllExport void ufsta(char *param,int *returnCord,int rlen)

{

//指明MFC對話框使用DLL本身資源

AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState());

if(UF_initialize()!=0) return;

int error_code=0;

...

UF_terminate(); //退出UG環(huán)境

return;

}

2.3.2 MFC與UG應(yīng)用程序接口

由于用戶功能模塊是利用MFC開發(fā)的，因此MFC開發(fā)的程序與UG的應(yīng)用程序之間的接口是必須要解決的問題。但UG/Open API沒有公開提供對MFC的接口，因此要添加回調(diào)函數(shù)和消息映射代碼：

(1)在Main.h中聲明一個激活應(yīng)用的列表結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的實例與用戶菜單文件中激活的應(yīng)用相匹配：

static UF_MB_action_t action_table[ ]={

{“Application_Extractor”,Application_Extractor,NULL},

{NULL,NULL,NULL} }；

(2)在App.h中聲明應(yīng)用函數(shù)：

UF_MB_cb_status_t Application_Extractor(UF_MB_widget_t widget, UF_MB_data_t client_data, UF_MB_activated_button_p_t button)；

(3)在App.cpp中加入回調(diào)函數(shù)的定義體：

UF_MB_cb_status_t Application_Extractor(UF_MB_widget_t widget,

UF_MB_data_t client_data,

UF_MB_activated_button_p_t button)

{

if(UF_initialize() != 0)

{

return (UF_MB_CB_CONTINUE)； //確認(rèn)UG/Open API函數(shù)可用

}

/*---enter your callback code here---*/

//加入callback code (MFC和UG/Open API開發(fā)的用戶功能模塊)

UF_terminate()；//終止

return(UF_MB_CB_CONTINUE)；

}

2.3.3 用戶功能模塊

用戶功能模塊是基于MFC對UG/Open API進(jìn)行的開發(fā)，使用了MFC的CString、CList、CMap等類協(xié)助處理數(shù)據(jù)，使用了UG/Open API的一些函數(shù)來實現(xiàn)特定的功能。其中實現(xiàn)數(shù)據(jù)提取的函數(shù)有：int UF_CURVE_ask_line_data ()，int UF_CURVE_ask_point_data ()等。實現(xiàn)遍歷裝配樹所需函數(shù)有：獲得當(dāng)前工作部件的標(biāo)識UF_ASSEM_ask_work_part()，獲得裝配根節(jié)點文件的事件標(biāo)識UF_ASSEM_ask_root_part_occ()等。

3 結(jié)束語

本文探討了利用MFC對三維繪圖軟件UGNX6.0進(jìn)行二次開發(fā)的方法。通過一個完整的例子，介紹了如何利用MFC和UG/Open API開發(fā)一個有菜單、對話框界面等交互環(huán)境的CAD系統(tǒng)。MFC大大擴(kuò)展了UG/Open API的開發(fā)功能，實現(xiàn)了多種類型的人機(jī)交互界面設(shè)計，并充分利用了VC++的資源，能滿足用戶二次開發(fā)CAD系統(tǒng)的需要。

[1] 趙韓，張冰戰(zhàn).UG二次開發(fā)CAD系統(tǒng)MFC的調(diào)用方法研究[J].現(xiàn)代制造工程，2007，(2)：52-54.

[2] 黃翔，李迎光.UG應(yīng)用開發(fā)教程與實例精解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[3] 鄭戰(zhàn)光，潘淑琴，等.利用MFC進(jìn)行UG二次開發(fā)的研究[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2007，28(23)：5787-5791.

[4] 吳占陽，侯忠濱，等.UG二次開發(fā)技術(shù)研究[J].現(xiàn)代機(jī)械，2005，(5)：48-50.

[5] 應(yīng)建勇.UG二次開發(fā)中MFC調(diào)用方法的研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2005，18(6)：102-103.

[6] 劉雅博，陳拂曉，等.MFC在UG二次開發(fā)CAD系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].金屬成形工藝，2004，22：39-41.

Research for UG Secondary Development Method based on MFC

ChenKe,ZhangBin

The secondary development tool of 3D drawing software UGNX6.0 is introduced in this paper. For the inadequateness of UG/Open API during development, a method how to use MFC in the secondary development of UG is analyzed, and a concrete example is given to explain how to develop a CAD system by MFC and UG/Open API.

UGNX6.0；MFC；UG/Open API；the secondary development

TP291.7

A

2010—03—15

陳科，男，教授，博士生導(dǎo)師，從事現(xiàn)代設(shè)計理論、機(jī)械CAD/CAE和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面研究。

張斌，男，碩士研究生，研究方向為數(shù)字化設(shè)計與制造。

編輯 杜青泉