基于Pro／E的起重機卷筒參數化設計研究

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節。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 參數化設計

參數化設計是將系列化、通用化和標準化的定型產品隨產品規格不同而變化的參數用相應的變量代替，通過對變量的修改，從而實現同類結構機械零件設計的方法。參數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參數化設計一般只需在界面上輸入產品的相關參數就可以準確地重新生成三維模型、工程圖或文檔。參數化設計的一般過程是：①創建原始模型或圖形；②確定相關參數；③手工輸入參數或調用數據庫中的參數；③重生模型、圖紙或文檔。當然，在整個過程中要用到數據庫或數據庫管理系統對各種數據、圖形進行存儲與管理。參數化設計整體流程如圖1所示。

圖1 參數化設計整體流程

本例主要采用Pro／E 2．0經典野火版和VC＋＋6．0聯合對Pro／TOOLKIT進行二次開發，并采用Access2000進行數據庫訪問來獲取參數。

Pro／TOOLKIT應用程序有同步和異步兩種工作模式。同步模式包含動態連接庫模式（DLL模式）和多進程模式。動態連接庫模式是把Pro／TOOLKIT應用程序集成到Pro／E系統中的標準方法，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調用來實現的。異步模式無需啟動Pro／E就能單獨運行Pro／TOOLKIT應用程序，實現了Pro／TOOLKIT應用程序與Pro／E系統的并行運行。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二次開發實現過程

Pro／TOOLKIT二次開發應用開發程序主要有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生成可執行文件；③可執行文件在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，是函數的入口點，基本菜單和動作函數都在這里添加；user＿terminate（）是結束中斷函數，是函數的結束點。Pro／TOOLKIT二次開發程序流程如圖2所示。

3．1 開發環境設置［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［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：

int JGMenuActFn（）；

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

／／初始化函數添加菜單創建和菜單動作函數

｛ 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

｛ 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），響應函數及主要代碼如下：

BOOL CDlg：：OnInitDialog（）

｛ CDialog：：OnInitDialog（）；

……

if（status＝＝PRO＿TK＿NO＿ERROR）

｛ ProMdlToModelitem（model，＆modelitem）；

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

……

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

ProParameterValueGet（＆param，＆value）；

m＿b＝value．value．d＿val；

……｝

return TRUE；｝

3．2．3 數據庫訪問技術［3］

本文采用ADO數據庫。首先在Pro／E的啟動目錄下建立一個Access2000的．mdb數據庫文件且命名為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添加自定義函數及相關代碼，并在DLG．cpp文件下調用myado中的函數進行數據庫技術訪問。

4 工程實例

以起重機卷筒設計為例，實現過程如下：

（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化設計菜單。

（4）點擊“卷筒參數化設計”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“調用數據庫”進行參數選擇；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化設計為例，闡述了二次開發理論方法和過程。以VC＋＋6．0為開發平臺，結合數據庫技術，利用Pro／E中的Pro／TOOLKIT工具包和Access2000進行參數化建模，能方便地訪問數據庫，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，實現了設計的系列化。

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

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

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