PRO/E 二次開發技術在新型干法預分解窯生產建模中的應用

蔡建良

(寧波國際投資咨詢有限公司，浙江 寧波 315100)

在當前的Pro／ENGINEER 的CAD 應用中，主要應用集中在三維造型和二次開發上。作為三維特征實體，其特征在建立后是可以通過一定的方式進行控制的。現在主要的方式是使用VC 進行Pro／ENGINEER 二次開發。通過program 可以控制零件中特征的出現與否、尺寸的大小和裝配中零件的出現與否及零件的個數等，從而可以很方便的設計不同產品。當完成零件或裝配件的Program 設計后讀取零件或裝配件時，根據其各種變化情況，通過問答式的方式得到不同的幾何形狀，能夠使工程設計人員不需要考慮細節而能盡快草擬零件圖，并可以通過變動某些約束參數來更新設計圖,使產品設計更加具有彈性，從而更加容易建立產品的零件庫。以實現產品設計的要求。

1 回轉窯的基本結構

回轉窯屬于大型回轉圓筒類設備，筒體內砌有耐火磚襯，以低速回轉。雖然回轉窯的燒成工藝種類較多，但從機械結構來看，均由筒體、滾圈、支承裝置、傳動裝置和窯頭、窯尾密封等部分組成，如圖1所示。下面簡介各部分的結構和作用。

2 回轉窯建模的思路選擇

以浙江同力重型機械制造有限公司生產的回轉窯為例。很多產品都是定型產品，產品現在已經實現了系列化、通用化和標準化。進行產品如圖2 參數化設計的工作原理設計采用的數字模型及產品的結構都是固定不變的，所不同的只是產品的結構尺寸,而結構尺寸的差異是由于相同數目類型的已知條件在不同規格的產品設計中取不同的值造成的。對于這類產品，可以將已知條件和其它隨產品規格變化的基本參數用相應的變量代替，然后根據已知條件和基本參數，由計算機自動查詢圖形數據庫，或由相應的軟件計算出繪圖所需的全部數據，由專門的繪圖生成軟件在屏幕上自動設計出圖形。

3 二次開發工具的選擇

3.1 對于幾何特征的自動建模

Pro／ENGINEER 為用戶提供了四種開發方法：

3.1.1 表(Family Table)：族表可以集合共同變化的尺寸，以表(Tab1e)編輯的方式生成零件，不需要一一創建每一個零件，所以常用此方式建立標準零件庫。

3.1.2 用戶自定義特征 (User Define Feature，UDF)：用戶自定義特征是集合數個特征使其成為一個群組(Group)特征，并給予名稱。完整定義該群組特征的放置參考、可變尺寸及可變尺寸的符號(Symbo1)等，形成為特別情況而生的獨特特征，以后綴為gph 的文件保存在UDF 數據里。

3.1.3 Pro／Program ：Pro／Program 是 Pro／ENGINEER 提供的一個可程序化工具，有簡單的使用語法，對于每一個模型，它會將模型樹中的每個特征的詳細信息記錄下來，用戶可以根據設計需要來編輯該模型的Program，使其作為一個程序來工作。

3.1.4 Pro／TOOLKIT：Pm／TOOLKIT 是 Pro／ENGINEER 自帶的功能最強大的二次開發工具，它是基于C 語言的。Pm／TOOLKIT 能實現與Pro／ENGINEER 的無縫集成，它封裝許多針對Pro／ENGINEER 底層資源調用的庫函數與頭文件，借助第三方編譯環境進行調試。使用時我們應根據開發功能的難易程度、設計人員的能力高低和產品的結構特點綜合考慮選取。鑒于該產品在Pro／ENGINEER 環境中定制了大量用戶化命令，需要與它低層的數據庫信息進行大量交互，完成較復雜的操作。因此，在這里我們主要選擇Pro／TOOLKIT 工具包作為開發工具。

3.2 Pro／TOOLKIT 二次開發的步驟

3.2.1 編寫源文件

源文件包括資源文件和程序源文件：資源文件包括菜單資源文件、窗口資源文件、對話框資源文件等；程序源文件指我們所要編寫的c++程序。

3.2.2 生成可執行文件

Pro／toolkit 應用程序在 Visual C++環境下編譯無誤后，須在命令提示符下編譯和鏈接，生成可執行的.exe 或.dll。

3.2.3 可執行文件在Pm／ENGINEER 中注冊并運行

4 回轉窯的設計流程和建模過程

完整的成套產品的分系統包括：窯頭裝置、支承裝置、滾圈、喂料管、傳動裝置、筒體裝置、窯尾裝置為例，其建模過程是這樣的：在Pro／ENGINEER 環境下，采用交互設計的方法，建立參數驅動的各零部件的實體模型，包括齒輪、窯頭罩、窯尾罩等零件和電機、減速器、聯軸器等部件。設置所需的參數，給其命名并賦初始值，添加合理的參數驅動關系，調試無誤后，存儲模型作為參數化設計系統的原始模型。然后按照Pro／TOOLKIT 的開發步驟完成源文件、執行文件等程序的編寫。程序注冊完成后，就可以進行相應操作了。

建立的所有完整模型，對于每個用戶的需求，只需改變原來建立模型的基本參數就能生成所需的新實體。這里對于窯頭和窯尾及筒體的建模和參數化設計相對比較復雜，但是如果能形成完整的參數優化設計系統，對于整個系統的設計能達到事半功倍的效果。當完成所有的設計后，可以使用Pm／MECHANICA 模塊對各個分系統進行運動仿真和有限元分析。并且可以進行各個部分的應力應變分析，確定設計方案的正確性，達到優化設計的目的。或者模擬整個裝配過程，進行動畫演示，方便工人學習，并且通俗易懂，同時可以直接生成詳細系統工程圖、零件屬性列表和細化文檔。生成的工序圖也可以直接用于各個車間的生產，提高整個設計到投入生產的效率。

5 結束語

回轉窯是生產中的關鍵設備，它的運行好壞直接關系到企業的經濟效益。本文介紹了利用 pro／toolkit 對 pro／E 進行二次開發的方法和步驟，該系統通過使用Pro／E 二次開發工具及其提供的應用程序用戶接口，利用參數化設計程序通過設計變量來控制零部件三維模型的生成，具有用戶擴充零件庫數據功能。能方便地建立標準件和企業常用零件數據庫，大大提高設計效率和零部件的通用性，并能滿足同一零部件設計的系列化要求。利用該方法開發的系統極大地降低了勞動量，提高了設計效率和質量，促進了設計工作的標準化和規范化，具有集成性好，數據傳輸準確快速，界面友好，圖文并茂等優點。

綜上所述，典型零件智能化三維CAD 系統實現了復雜典型零件的智能化建模，其設計思想和方法不僅適用于機械行業，對其他行業工程設計同樣具有很大的參考價值。

[1]張繼春.Pro/En-一二次開發使用教程[K].北京：北京大學出版社，2003.

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

[3]李其其格，武建新，賀向新.Pro／Engineer 軟件二次開發技術(英文)[J].內蒙古工業大學學報(自然科學版)，2003(2).