柵欄產(chǎn)品三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件開發(fā)研究*

浦 東，曹蘇群， 左曉明，嚴(yán)峰杰

(1. 淮陰工學(xué)院機(jī)械與材料工程學(xué)院，江蘇淮安223003；2.江蘇陽光新格柵欄科技有限公司，江蘇淮安223400)

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柵欄產(chǎn)品三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件開發(fā)研究*

浦 東1，曹蘇群1， 左曉明1，嚴(yán)峰杰2

(1. 淮陰工學(xué)院機(jī)械與材料工程學(xué)院，江蘇淮安223003；2.江蘇陽光新格柵欄科技有限公司，江蘇淮安223400)

以某柵欄生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品為研究對(duì)象，提出了一種基于Pro/E的柵欄產(chǎn)品三維參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，利用VC++作為基本開發(fā)工具，開發(fā)了包括草坪柵欄、樓梯柵欄等多種柵欄產(chǎn)品三維參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)采用面向用戶的開發(fā)思想，具有界面簡(jiǎn)潔、操作方便的特點(diǎn)。此軟件系統(tǒng)的應(yīng)用將大幅縮短?hào)艡谏a(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，達(dá)到快速響應(yīng)的目標(biāo)。

柵欄 三維 參數(shù)化設(shè)計(jì) 軟件開發(fā) VC++

0 引言

柵欄是我們生活中經(jīng)常看到的物品，小到陽臺(tái)、樓梯，大到公園、酒店、游樂場(chǎng)都有各式各樣的柵欄，有的是為了保護(hù)安全，比如陽臺(tái)的柵欄，動(dòng)物園的鐵柵欄；有的是為了裝飾，比如酒店的鐵藝柵欄，公園的草坪柵欄?？傊?，柵欄的分類五花八門，數(shù)不勝數(shù)。因此，對(duì)于柵欄生產(chǎn)企業(yè)來說，如何將這么多種類的產(chǎn)品，直觀地展示給潛在客戶，是一個(gè)目前面臨的很現(xiàn)實(shí)的問題。

為了解決這個(gè)問題，我們研究一種能快速高效地建立模型的方式，即三維參數(shù)化設(shè)計(jì)。為此本文介紹了一種以VC++為開發(fā)基礎(chǔ)，以Pro Toolkit與Visual Studio 2005為開發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建基于Pro/E的柵欄產(chǎn)品三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。

1 柵欄參數(shù)化模型設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)過程實(shí)際上是利用新數(shù)據(jù)替代原數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)參數(shù)化模型庫中的原有模型或程序，進(jìn)行模型重構(gòu)的過程[1]。

圖1 草坪柵欄三維模型

以草坪柵欄為例，三維模型如圖1所示，其參數(shù)接口與尺寸關(guān)聯(lián)設(shè)置方法為：

1)參數(shù)輸入。在模型圖界面，點(diǎn)擊【工具】→【參數(shù)】，點(diǎn)擊【+】，將柵欄的相關(guān)參數(shù)依次輸入：大立柱邊長(zhǎng)A、大立柱高H、大柱間距L、橫桿寬A_1、橫桿厚B_1、小柱寬A_2、小柱厚B_2、小柱數(shù)量N。在整體設(shè)計(jì)好后，其參數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改，修改完成后通過【再生】即可得到實(shí)際情況下所需的模型[2]。

2)關(guān)系建立。點(diǎn)擊【工具】→【關(guān)系】，此時(shí)出現(xiàn)了關(guān)系對(duì)話框，單擊模型任意處，模型由灰色變成黃色，各處尺寸以D1、D2的形式被標(biāo)注出來，選擇需要定義的尺寸后單擊，該尺寸會(huì)自動(dòng)進(jìn)入對(duì)話框內(nèi)，輸入相關(guān)尺寸的關(guān)聯(lián)公式。

2 UI界面開發(fā)

2.1 開發(fā)平臺(tái)的選取

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)所運(yùn)用的軟件主要是Pro/E和Visual Studio 2005兩款軟件。Pro/E軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(PTC)于1988年首創(chuàng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)三維CAD/CAM軟件包，是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是目前國(guó)際上最流行的“全參數(shù)化、全相關(guān)”的三維設(shè)計(jì)軟件之一[3]。Pro/E在提供強(qiáng)大的設(shè)計(jì)、分析、制造功能的同時(shí)，也為用戶提供了多種二次開發(fā)的工具，在本系統(tǒng)中選用的則是基于C語言的Pro Toolkit。Visual Studio 2005則是為了輔助Pro Toolkit完成本系統(tǒng)的開發(fā)，因?yàn)槠渚哂凶詣?dòng)提供二次開發(fā)基礎(chǔ)文件和自動(dòng)報(bào)錯(cuò)的功能，將會(huì)大大減少設(shè)計(jì)者的工作強(qiáng)度。

2.2 制作自定義菜單

圖2 柵欄參數(shù)化設(shè)計(jì)菜單界面

通過Visual Studio 2005新建工程，可以得到一個(gè)二次開發(fā)所需要的基本框架。在生成的工程文件中，新建一個(gè)文本文件，編輯菜單代碼，在將設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)加載到Pro/E中后，新建的用戶菜單與其他菜單條一樣，以windows風(fēng)格的菜單形式插入到Pro/E中去[4]，如圖2所示。

2.3 制作UI對(duì)話框

在進(jìn)行UI對(duì)話框的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要將驅(qū)動(dòng)程序模板文件復(fù)制到工作目錄[5]。打開resource，新建記事本，命名為“zhalan.res”。根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)需要進(jìn)行對(duì)話框的設(shè)計(jì)，確定各組件的位置和數(shù)量。如果對(duì)話框內(nèi)包含有圖片，必須將圖片復(fù)制到resource文件夾內(nèi)，UI對(duì)話框設(shè)計(jì)如圖3和圖4所示。

3 驅(qū)動(dòng)程序的編寫

驅(qū)動(dòng)程序的編寫，本質(zhì)上就是獲取UI對(duì)話框中輸入的參數(shù)值，將其傳遞到參數(shù)化模型并驅(qū)動(dòng)模型再生，從而生成相應(yīng)的三維模型。

以草坪柵欄模型驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槔?/p>

void caoping_1_Action(char*dialog,char*component,ProAppData data)

{

ProMdl model;

ProModelitem modelitem;

ProMdlCurrentGet(&model);

ProMdlRetrieve(L"D:/zhalan/res/caoping.

prt",

(ProMdlType)PRO_PART,(ProMdl*)&model);

ProMdlDisplay(model);

ProMdlToModelitem(model,&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"A_Value","A",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"H_Value","H",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"N_Value","N",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"A_1_Value","A_1",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"B_1_Value","B_1",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"A_2_Value","A_2",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"B_2_Value","B_2",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"L_Value","L",&modelitem);

ProSolidRegenerate((ProSolid)model,PRO_B_TRUE);

ProWindowRepaint(PRO_VALUE_UNUSED);

ProUIDialogExit(dialog,1);

}

從上述代碼中可以看到，主要按照“載入模型(括號(hào)內(nèi)為模型保存的地址)→將對(duì)話框內(nèi)的參數(shù)賦值給模型→模型按照被賦值的參數(shù)進(jìn)行變化→草坪柵欄零件再生→零件重繪→對(duì)話框關(guān)閉”完成模型驅(qū)動(dòng)。

4 總結(jié)

本文以參數(shù)化思想為基礎(chǔ)，以Pro/E為開發(fā)平臺(tái)，VC++為開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了柵欄產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)所完成的柵欄參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，具有使用簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)清晰、架構(gòu)明了的特點(diǎn)，并實(shí)際應(yīng)用到某公司的柵欄設(shè)計(jì)工作中，提高了公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，滿足了公司投標(biāo)中產(chǎn)品展示需求，具有強(qiáng)大的實(shí)用性和針對(duì)性。

[1] 白傳武.門式起重機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)電技術(shù),2014 (4):53-57.

[2] 徐年富.基于Pro/E的行星減速器太陽輪的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械,2012, 33(1):244-246.

[3] 陳建軍.基于VC++的摩擦同步離合器三維參數(shù)化設(shè)計(jì)及仿真集成系統(tǒng)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究,2016, 32(2):93-96.

[4] 王素艷.基于Solidworks的機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件三維參數(shù)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2014, 27(3):171-173.

[5] 李戩，王宗彥，秦慧斌.橋式起重機(jī)小車架三維參數(shù)化設(shè)計(jì)與研究[J].煤礦機(jī)械,2012, 32(7):16-18.

Development of 3D parametric design software for fence product

PU Dong，CAO Suqun，ZUO Xiaoming，YAN Fengjie

Focused on the products of a fence manufacturer, a 3D parametric design method for the fence product based on Pro/E is proposed. 3D parametric design systems are developed including lawn fence, stair fence and so on, taking the VC++ as the development tool. The software system has the characteristics of user-oriented concept, simple interface and easy operation. The application of this software system will shorten the product design cycle of enterprises greatly and achieve the goal of fast response.

fence，three-dimensional，parametric design，software development，VC++

TH126；TH138.51

A

1002-6886(2016)06-0101-03

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(51505170)，江蘇省高校自然科學(xué)重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目資助(11KJA460001)，淮安市科技成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)資金計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目名稱：微型電感器件自動(dòng)化生產(chǎn)裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化)，校企合作橫向項(xiàng)目(項(xiàng)目名稱：組裝式耐腐蝕柵欄系列產(chǎn)品研究與開發(fā))。

浦東(1993-)，男， 就讀淮陰工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

曹蘇群(1976-)，男，博士，教授，研究方向：模式識(shí)別與軟件工程。

2016-06-24