基于Pro／E的起重機卷筒參數(shù)化設計研究

謝立新，張亮有，史萬青，符敢為

（1．太原科技大學，山西 太原 030024；2．陜西特種設備質量安全檢測中心，陜西 西安 710048）

1 起重機卷筒設計概述

起升機構是起重機最重要的基本機構之一，其好壞將直接影響到整臺起重機的工作性能。卷筒是起重機的承載部件，主要用來卷繞并儲存起升繩，因此卷筒是起升機構設計的關鍵環(huán)節(jié)。一般卷筒多為單層卷繞，為了使鋼絲繩整齊排列，卷筒表面通常被做成螺旋槽形狀，這樣還可以增大鋼絲繩與筒體的接觸面積，并使鋼絲繩在卷筒上的位置相對固定，以避免鋼絲繩相互摩擦而減少壽命。

2 參數(shù)化設計

參數(shù)化設計是將系列化、通用化和標準化的定型產(chǎn)品隨產(chǎn)品規(guī)格不同而變化的參數(shù)用相應的變量代替，通過對變量的修改，從而實現(xiàn)同類結構機械零件設計的方法。參數(shù)化設計極大地改善了圖形修改手段，提高了設計的柔性，使設計更加靈活方便。在計算機上進行CAD參數(shù)化設計一般只需在界面上輸入產(chǎn)品的相關參數(shù)就可以準確地重新生成三維模型、工程圖或文檔。參數(shù)化設計的一般過程是：①創(chuàng)建原始模型或圖形；②確定相關參數(shù)；③手工輸入?yún)?shù)或調用數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)；③重生模型、圖紙或文檔。當然，在整個過程中要用到數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對各種數(shù)據(jù)、圖形進行存儲與管理。參數(shù)化設計整體流程如圖1所示。

圖1 參數(shù)化設計整體流程

本例主要采用Pro／E 2．0經(jīng)典野火版和VC＋＋6．0聯(lián)合對Pro／TOOLKIT進行二次開發(fā)，并采用Access2000進行數(shù)據(jù)庫訪問來獲取參數(shù)。

Pro／TOOLKIT應用程序有同步和異步兩種工作模式。同步模式包含動態(tài)連接庫模式（DLL模式）和多進程模式。動態(tài)連接庫模式是把Pro／TOOLKIT應用程序集成到Pro／E系統(tǒng)中的標準方法，它是通過編譯用戶編寫的C程序來生成一個DLL文件，這樣Pro／TOOLKIT應用程序和Pro／E系統(tǒng)運行在同一進程中，其二者之間的信息交換是直接通過函數(shù)調用來實現(xiàn)的。異步模式無需啟動Pro／E就能單獨運行Pro／TOOLKIT應用程序，實現(xiàn)了Pro／TOOLKIT應用程序與Pro／E系統(tǒng)的并行運行。本例采用同步模式，通過VC＋＋6．0生成DLL文件。

3 起重機卷筒Pro／E二次開發(fā)實現(xiàn)過程

Pro／TOOLKIT二次開發(fā)應用開發(fā)程序主要有3個步驟：①編寫源文件，包括資源文件和程序文件，其中資源文件主要包括菜單、窗口、對話框等資源文件；②生成可執(zhí)行文件；③可執(zhí)行文件在Pro／E中進行注冊，首先要做一個后綴為．dat的注冊文件，然后進行注冊。Pro／TOOLKIT程序的核心是user＿initialize（）和user＿terminate（）。user＿initialize（）是初始化函數(shù)，是函數(shù)的入口點，基本菜單和動作函數(shù)都在這里添加；user＿terminate（）是結束中斷函數(shù)，是函數(shù)的結束點。Pro／TOOLKIT二次開發(fā)程序流程如圖2所示。

3．1 開發(fā)環(huán)境設置［1］

建立一個 MFC AppWizard（dll）工程，選擇Regullar Dll using shared MFC DLL選項，工程命名為JG。然后進行如下設置：

（1）選擇工具欄Tool→Options→Directorise在Show directories for下拉列表中選擇Includes，然后添加Pro／TOOLKIT頭文件所在的3個文件夾位置（其中～表示Pro／E的安裝路徑）：

～＼PROTOOLKIT＼INCLUDES

～＼PROTOOLKIT＼PROTK＿APPLS＼INCLUDES

～＼PROTOOLKIT＼INCLUDES

在Show directories for下拉列表中選擇 Library files，然后添加Pro／TOOLKIT庫文件所在的兩個位置：

～＼PRODEVELOP＼I486＿NT＼OBJ

～＼PROTOOLKIT＼I486＿NT＼OBJ

圖2 Pro／TOOLKIT二次開發(fā)程序流程

（2）進行項目屬性設置：Build→SetActive→Configuration→JG－Win32Release；選擇Project→settings→C／C＋＋屬性頁，在Preprocessor definitions欄添加：PRO＿USE＿VAR＿ARGS；然后選擇Link屬性頁，并在Category列表框中選擇General，在Object／Library modules欄中添加3個庫文件：Protk＿dll．lib、wsock32．lib、mpr．lib；再在 Link屬性頁的Category列表框中選擇Input，然后在Ingore libraries中輸入忽略文件libcmtd；最后在Link屬性頁的Category列表框中選擇Customize，然后點選中Force file output完成設置。

3．2 工程添加的主要代碼框架

3．2．1 定義菜單和動作函數(shù)［2］

在JG．．cpp源程序添加頭文件（此處略寫），初始化程序和自定義函數(shù)：

int JGMenuActFn（）；

static uiCmdAccessState AccessAvailable（uiCmdAccessMode）；extern"C"int user＿initialize（）

／／初始化函數(shù)添加菜單創(chuàng)建和菜單動作函數(shù)

｛ ProError status；

ProFileName MsgFile；

uiCmdCmdId PushButton＿cmd＿id2；

ProStringToWstring（MsgFile，"JGMessage．txt"）；／／設置菜單信息文件名

．．．．．．return status；｝

extern"C"void user＿terminate（）／／終止函數(shù)

｛ AFX＿MANAGE＿STATE（AfxGetStaticModuleState（））；｝static uiCmdAccessState AccessAvailable （uiCmdAccessMode access＿mode）

｛ return（ACCESS＿AVAILABLE）；｝

3．2．2 三維模型尺寸驅動

在DLG．cpp文件下添加頭文件（此處略寫），響應函數(shù)及主要代碼如下：

BOOL CDlg：：OnInitDialog（）

｛ CDialog：：OnInitDialog（）；

……

if（status＝＝PRO＿TK＿NO＿ERROR）

｛ ProMdlToModelitem（model，＆modelitem）；

／／根據(jù)指定的參數(shù)名獲得參數(shù)對象指針ProStringToWstring（＆ParamName，"JB"）；

……

status＝ProParameterInit（＆modelitem，＆ParamName，＆param）；／／獲得參數(shù)值

ProParameterValueGet（＆param，＆value）；

m＿b＝value．value．d＿val；

……｝

return TRUE；｝

3．2．3 數(shù)據(jù)庫訪問技術［3］

本文采用ADO數(shù)據(jù)庫。首先在Pro／E的啟動目錄下建立一個Access2000的．mdb數(shù)據(jù)庫文件且命名為ANGLE，然后在 VC＋＋6．0平臺上選擇Inert→NewClass→Generic Class并命名為 myado，再在myado．h和myado．cpp添加自定義函數(shù)及相關代碼，并在DLG．cpp文件下調用myado中的函數(shù)進行數(shù)據(jù)庫技術訪問。

4 工程實例

以起重機卷筒設計為例，實現(xiàn)過程如下：

（1）編寫的資源信息文件、菜單文件和注冊文件要放在指定的路徑目錄下；建立的Access2000要放在Pro／E啟動目錄下。

（2）在Pro／E2．0中，對建好的三維模型添加關系，首先選擇菜單工具→關系，然后定義尺寸關系。

（3）對在VC＋＋6．0平臺上編寫好的程序進行手工注冊，首先選擇菜單工具→輔助應用程序→注冊→注冊文件→啟動，完成注冊生成卷筒參數(shù)化設計菜單。

（4）點擊“卷筒參數(shù)化設計”菜單，彈出對話框界面；點擊“打開”可以打開Pro／E文件，也可以在Pro／E中先打開文件再進行程序注冊；點擊“調用數(shù)據(jù)庫”進行參數(shù)選擇；點擊“重生模型”完成三維模型的更新，如圖3所示。

圖3 參數(shù)化建模

5 注意事項

對話框是人機交互的重要通道，MFC與UI對話框相比，前者界面布局更容易，設計、修改和調試更方便。非模態(tài)對話框中的Edit Control控件不易接收中文信息。

6 結論

本文以起重機卷筒的參數(shù)化設計為例，闡述了二次開發(fā)理論方法和過程。以VC＋＋6．0為開發(fā)平臺，結合數(shù)據(jù)庫技術，利用Pro／E中的Pro／TOOLKIT工具包和Access2000進行參數(shù)化建模，能方便地訪問數(shù)據(jù)庫，建立標準件庫。從而大大提高了設計效率和零部件的通用性，實現(xiàn)了設計的系列化。

［1］ 吳立波．Pro／ENGINEER二次開發(fā)技術基礎［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2006．

［2］ 李世國．Pro／TOOLKIT程序設計［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2003．

［3］ 陶元芳．機械工程軟件技術基礎［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2010．