UG 二次開(kāi)發(fā)的光學(xué)零件庫(kù)

田 明 劉思宇

(長(zhǎng)春理工大學(xué) 光電工程學(xué)院，長(zhǎng)春130022)

0 引言

Unigraphics(簡(jiǎn)稱(chēng)UG)這款軟件擁有強(qiáng)大的CAD、CAM 的功能。但是由于在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域工程師們時(shí)常會(huì)面對(duì)一些重復(fù)的零件加工，而由于機(jī)械零件的千變?nèi)f化，零件的標(biāo)準(zhǔn)化庫(kù)就成了減輕工作負(fù)擔(dān)，加快研發(fā)速度的必要產(chǎn)品。

UG 恰恰提供給了工程師一個(gè)與軟件系統(tǒng)緊密結(jié)合的語(yǔ)言UG/open_grip.UG/open_grip，它是面向工程師的語(yǔ)言，所以其特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單，方便，好用。工程師們只要具有初步的編程知識(shí)就可以很好的掌握GRIP語(yǔ)言，把公司的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與UG 軟件相結(jié)合，比較容易進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，更好的發(fā)揮Unigraphics 軟件的功能。

1 光學(xué)習(xí)零件庫(kù)的建立

光學(xué)零件主要以各種透鏡為主，在光學(xué)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要不斷的重復(fù)每個(gè)鏡片的空間位置的擺放，每一片物鏡都要重新建模，這給開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)很多重復(fù)性的工作，浪費(fèi)了大量寶貴的時(shí)間，并且是研發(fā)周期很長(zhǎng)。因此一個(gè)完善的光學(xué)透鏡的參數(shù)化建模零件庫(kù)，可以解決以上種種的在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題，讓開(kāi)發(fā)人員更好的，更快的完成研發(fā)工作。

UG GRIP 語(yǔ)言跟所有計(jì)算機(jī)語(yǔ)言一樣，必須經(jīng)過(guò)編寫(xiě)，編譯，連接，才可以被UG 執(zhí)行。

首先在NX TOOLS 中啟動(dòng)UG GRIP 程序，出現(xiàn)如圖1 所示工作區(qū):

圖1 工作界面

圖2 編寫(xiě)界面

在這個(gè)開(kāi)發(fā)程序中，我們只要掌握和熟悉前四項(xiàng)功能，就可以完成對(duì)UG 的二次開(kāi)發(fā)。以凸透鏡為例，首先我們要選定文件建立的位置，輸入指令4，然后輸入文件的位置(如:D:Program FilesUGSssss)。然后輸入指令1，新建文件toujing1.grs，打開(kāi)如圖2 所示的編寫(xiě)界面進(jìn)行編寫(xiě)，編寫(xiě)程序如下:

ENTITY/SOL，SOL1，ENT，ENT1，ENT2，ENT3，pt1，pt2，pt3

＆ENTCLR=＆yellow

＆WCSDRW=＆yes

A1:

PARAM/’ENTER SOLSPH OF NUT’，$

‘物鏡中心厚度=’，h，$

‘圓柱直徑=’，hd，$

‘球面1 直徑=’，r，$

‘球面2 直徑=’，r1，$

‘鏡片間隔=’，z，resp

JUMP/A3:，A3:，resp

l=((r+r1)/2－h(huán))+z

SOL=SOLSPH/ORIGIN，0，0，z，DIAMTR，r

SOL1=SOLSPH/ORIGIN，0，0，l，DIAMTR，r1

ENT=INTERS/SOL，WITH，SOL1

A2:

pt1=POINT/0，1，0

pt2=POINT/1，0，0

pt3=POINT/0，0，1

ENT2=CSYS/pt1，pt2，pt3，ORIGIN，0，0，0

j=r+h+z

ENT1=SOLCYL/ORIGIN，0，0，0，HEIGHT，j，DIAMTR，hd

ENT3=INTERS/ENT，WITH，ENT1

A3:

HALT

在我們完成了編寫(xiě)之后保存生成的是以.grs 為后綴名的文件，然后輸入2 進(jìn)行編譯，這個(gè)過(guò)程主要是對(duì)語(yǔ)句進(jìn)行改錯(cuò)，糾正。UG GRIP 非常的人性化，錯(cuò)誤會(huì)很直接的告知開(kāi)發(fā)人員，使整個(gè)過(guò)程變的更簡(jiǎn)單，并且更有樂(lè)趣。如果編譯沒(méi)有錯(cuò)誤的話(huà)會(huì)生成一個(gè)以.gri 為后綴名的文件，輸入3 進(jìn)行連接即可。最后生成的文件是以.grx 為后綴名的文件，這個(gè)文件就是最終可以被UG 執(zhí)行的文件。

這樣我們就完成了對(duì)凸透鏡的參數(shù)建模過(guò)程，一共設(shè)置了5 個(gè)參數(shù)供使用人員更改。打開(kāi)UG 界面，執(zhí)行文件toujing1.grx 文件會(huì)出現(xiàn)圖3 所示的參數(shù)鍵入界面。

圖3 參數(shù)界面

在這個(gè)界面中，按照光學(xué)設(shè)計(jì)的要求輸入?yún)?shù)生成一片凸透鏡，如圖4 所示:

圖4 參數(shù)生成的凸透鏡

2 UG 用戶(hù)界面的二次開(kāi)發(fā)

用戶(hù)的菜單定制是人機(jī)交匯的關(guān)鍵，菜單是否合理，鮮明，友好，直接決定了文件調(diào)取的實(shí)用性和快捷性，對(duì)庫(kù)文件的保存，整理，提取起到了決定性的作用。菜單制作技術(shù)(user tools definition)，簡(jiǎn)稱(chēng)UTD 是一種簡(jiǎn)單快捷的菜單制作方法，以下為菜單創(chuàng)建過(guò)程。

1)首先創(chuàng)建文件夾D:usersarea，并在此文件夾下分5 個(gè)子文件夾，分別為bitmap，grip，macros，ufun，user_tools.打開(kāi)系統(tǒng)環(huán)境變量，變量為UGS，變量值設(shè)置為D:usersarea.或直接把文件統(tǒng)一放置在UGS目錄下，如(D:UGSaaaa)

2)以50*50 的圖片尺寸繪制擴(kuò)展程序組圖標(biāo)，保存成擴(kuò)展名為BMP 的圖形文件，圖形文件最好與GRIP 文件名相同，方便查找和關(guān)聯(lián)。此圖形作為菜單的一級(jí)菜單，直觀，快捷，友好。

3)用記事本建立擴(kuò)展名為.utd 的文件，內(nèi)容如下:

TITLE 物鏡建模與裝配

VERSION 0

ICONS

LABEL 光學(xué)零件庫(kù)

COLUMNS 3

NAME 凸透鏡

BITMAP D:Program FilesUGSaaaa oujing1.bmp

TYPE GRIP

ACTION D:Program FilesUGSaaaa oujing1.grx

NAME 凹透鏡

BITMAP D:Program FilesUGSaaaa oujing4.bmp

TYPE GRIP

ACTION D:Program FilesUGSaaaa oujing4.grx

NAME 正月彎

BITMAP D:Program FilesUGSaaaa oujing2.bmp

TYPE GRIP

ACTION D:Program FilesUGSaaaa oujing2.grx

NAME 反月彎

BITMAP D:Program FilesUGSaaaa oujing3.bmp

TYPE GRIP

ACTION D:Program FilesUGSaaaa oujing3.grx

4)用記事本建立ercikaifa.tbr 文件，擴(kuò)展名為“.tbr”，內(nèi)容如下

TITLE 物鏡建模與裝配

VERSION 120

DOCK TOP

BUTTON 物鏡建模與裝配

LABEL 物鏡建模與裝配

BITMAP D:Program FilesUGSaaaaercikaifa.bmp

ACTION D:Program FilesUGSaaaaercikaifa.utd

5)在目錄”D:UGSUGIImenus”中找到custom_dins.dat 文件，用記事本打開(kāi)。并在問(wèn)價(jià)末尾加上D:usersareauser_tools.然后保存

6)啟動(dòng)UG，打開(kāi)TOOLS 下拉菜單中的CUSTOMIZE 命令，單擊TOOLBARS 頁(yè)面左側(cè)的“Load”按鈕，彈出對(duì)話(huà)框選擇D:Program FilesUGSaaaaercikaifa.tbr 文件。單擊OK。

運(yùn)行結(jié)果如圖5、圖6 所示:

圖5 一級(jí)菜單

圖6 二級(jí)菜單

以上我們完成了光學(xué)零件庫(kù)的開(kāi)發(fā)及人機(jī)交互的設(shè)計(jì)，如圖7 所示是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員基于光學(xué)設(shè)計(jì)人員的光學(xué)設(shè)計(jì)圖紙完成的一組鏡片的裝配圖。全面的體現(xiàn)出整個(gè)庫(kù)的實(shí)用性和便捷性。

圖7 裝配圖

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)UG GRIP 語(yǔ)言對(duì)UG 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，目的在于減輕研發(fā)人員的重復(fù)工作，及工作強(qiáng)度，并且縮短研發(fā)周期。文章對(duì)常用的四種透鏡進(jìn)行參數(shù)化建庫(kù)，完成了友好的人機(jī)交互處理，使得使用人員更方便快捷，直接生成，直接裝配即可。

［1］ 王慶林.UG/Open GRIP 實(shí)用編程基礎(chǔ)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2002:130－134.

［2］ J.K.Astrom and B.Wittenmark.Computer Controlled Sustems［M］.Prentice_Hall，1984.

［3］ 張幼軍.UG CAD/CAM 基礎(chǔ)教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2006.

［4］ 曾向陽(yáng).UG NX 高級(jí)開(kāi)發(fā)實(shí)例［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2004.

［5］ 李玉勝，孫殿柱，劉信奎.UG 軟件的二次開(kāi)發(fā)研究與應(yīng)用［J］.淄博學(xué)院學(xué)報(bào)，2002(6):63－67.

［6］ 吳家洲，吳波，楊叔子.UG 軟件的二次開(kāi)發(fā)［J］.機(jī)床與液壓，2001(5):89－91.