基于Creo二次開發的自卸車車廂快速設計系統

卜 凡，趙高輝，仲梁維，陳伊璐

（上海理工大學機械工程學院，上海200093）

隨著國家經濟以及基礎建設的高速發展，特種車輛受到越來越多的關注和重視。特種車輛在基礎建設事業中有至關重要的作用，尤其是自卸車輛，它是特種車輛中應用最為廣泛的車型，在建筑、礦山、農業生產等眾多領域扮演著極其重要的角色。自卸車輛的使用極大地縮短了裝卸時間、減小了勞動強度、節約了大量的勞動力、提高了運輸效率。

由于各個行業和客戶的要求不一致，導致同一品牌、型號的底盤，可能有多種尺寸的車廂需求。這一具有系列性的產品，絕大部分的設計工作都是基于原設計的，或者說是重復的，只有少量全新的設計。隨著社會的進步、現代科技的發展，企業圍繞產品的競爭加劇，產品的市場壽命日愈縮短，大量重復的開發工作嚴重影響產品的開發效率，浪費開發成本。本文基于Creo軟件完成的車廂三維模型，使用VB.NET語言在Microsoft Visual Studio 2008編譯環境中，利用VB API接口函數對自卸車車廂實現二次開發。這種二次開發技術具有語法規則較為簡單，非常易于掌握的特點。利用Creo提供的VB API接口函數控制三維模型的特征，較Automation GATEWY而言，功能更為強大，且與Creo可以直接進行數據交換，速度更快。

1 自卸車車廂設計知識的分析

自卸車車廂設計過程具有很強的經驗性，雖然這些經驗具有不同的存在形式，而且應用的方式也有很大的差異，但是自卸車車廂設計方法的不斷改進，加之材料、力學等多門學科的理論和實際的交叉融合下，逐漸形成了較科學完整的知識體系。對自卸車車廂領域設計理論知識研究，是開發高效存儲、結構合理、易于管理的知識庫的基礎。

自卸車車廂設計知識的獲取包含隱形和顯性兩大部分。顯性知識的來源主要有：行業標準和規范、工廠調研分析、設計手冊等。隱性知識的來源主要是領域專家積累的知識和設計經驗。本文通過前期對企業的調研，擠壓模具原理的分析研究，以及與多名設計專家、工藝專家進行密切的交流，將專家寶貴的設計經驗提取出來進行分析，為知識庫的建立提供了基礎。

2 自卸車車廂快速設計系統開發方法

自卸車車廂快速設計系統以Creo設計軟件為中心，并集成自卸車車廂設計知識庫系統，提供給自卸車車廂設計工程師一個現代化、智能化的快速設計環境。

系統后臺程序是整個系統的核心，通過接口函數實現對其他程序的數據交換。利用知識庫中的知識處理設計工程師給出的設計數據，再利用處理結果，通過對Creo平臺的智能控制，修改基礎模型以及其他設計文件，最后輸出設計結果。

主要的設計工作是在Creo平臺中進行的，在快速設計系統的控制下，Creo實現打開模型、修改尺寸參數、特征關系等，完成重建后進行二維工程圖的調整優化。圖1所示為基于知識的快速設計系統運行流程。

知識庫中存儲著大量的設計知識、設計實例、生產工藝等數據，是系統智能化的保障。更多新的成功設計方案的知識增加了知識庫的設計知識，使系統更加智能，并能實現知識的沉淀。

圖1 快速設計系統運行流程

3 基于VB API的二次開發關鍵技術

3.1 系統界面

自卸車車廂快速設計系統主要包含三個部分，即滿足自卸車車廂的參數化基礎模型、用戶設計系統以及相關設計的歷史數據庫。

用戶設計系統界面是人機交互的最重要部分，用戶設計系統界面的方便簡潔與否將直接影響到用戶體驗［4］。本設計界面以遵循實際設計的過程為原則，制定了選擇自卸車底盤、選擇前板樣式、確定車廂主要尺寸三部分。為了使界面簡潔，主界面只列出了日期、設計人員、定單號以及主要參數輸入框。同時為了方便設計，系統界面設計了浮現提示圖，即當設計人員將鼠標移入車廂主要參數框內時，會自動浮現出對應尺寸提示圖。更多詳細參數在子窗口中列出。為了便于查詢，主界面中設計了一個歷史查詢子窗口以方便設計人員查詢。大部分數據根據用戶給出的條件自動計算得出，大大減少了設計者的工作量，提高了工作效率。系統界面如圖2所示。

為了使二次開發程序能成功連接到PTC Creo Parametric，必須要先設置一個新的系統環境變量PRO-COMM-MSG-EXE（見圖3），并將變量值指向可執行程序pro-comm-msg.exe所在的全路徑，該可執行程序的路徑為［2］：

［Creo-loadpoint］＼＜datecode＞＼CommonFiles＼＜machinetype＞＼obj＼pro-comm-msg.exe，

圖2 系統界面

圖3 設置系統環境變量

其中，Creo loadpoint為Creo的安裝路徑；machinetype為windows系統類型，如果是32位windows系統，則machinetype是i489-nt，否則是x86e-win64。

由于VB API是需要程序通過COM組件構架進行服務交換的，因此需要對COM服務組件進行注冊。Creo自身就提供注冊COM組件的vb-api-register.bat文件，該文件路徑為：

［Creo-loadpoint］＼＜datecode＞＼Parametric＼bin＼obj＼vb-api-register.bat

即Creo執行程序所在的路徑。COM服務成功注冊到系統后，當用戶開發的程序有調用COM服務內容的動作時，服務將會自動啟動。

新建的開發程序并不能直接調用VB API函數，而是先需要添加對Creo VB API Type Library for Creo Parametric 2.0這一COM服務組件的引用，如圖4所示。添加該COM組件后的程序，只需要導入pfcls命名空間就能正常調用VB API函數進行二次開發工作。

圖4 添加COM服務組件

3.2 連接啟動Creo軟件的方法

VB.NET對Creo的開發只能是異步式，也就是說開發的程序不是像插件那樣集成于軟件中，而是獨立存在的可執行用戶程序［3］。程序可以通過VB API接口啟動Creo程序或者連接到其正在運行的會話中，再通過調用API函數對Creo進行數據和操作等方面的控制。在任何時候，程序只能與一個Creo會話啟動或連接，程序運行新會話，將會丟失之前會話的連接。異步式連接啟動Creo的代碼如下。

Dim AC as IpfcAsyncConnection

Dim Cc AC as New Ccpfc AsyncConnection

AC=CcAC.Start（"pro-g：no-graphics-i：rpcinput"，”.”）

其中“pro-g：no-graphics-i：rpc-input”為Creo程序的全路徑。

3.3 模型的數據交換與再生

系統完成對Creo軟件驅動后，首先是對基礎模型進行驅動，然后對基礎模型進行數據交換與再生，完成新產品的模型設計。以上步驟的功能性代碼如下所示。

（1）驅動基礎模型

Dim s Model As Ipfc ModelDescriptor’打開模型

Dim modelS As Ipfc Model

Dim CM As CCpfc ModelDescriptor

CM=New CCpfc ModelDescriptor

sModel=CMD.Create（MType，Mexe，Nothing）‘MType為要驅動的模型類型，Mexe為要驅動的模型全路徑

modelS=session.RetrieveModel（sModel）modelS.Display（）

（2）對基礎模型進行數據交換

Dim paramValue As IpfcParamValue

Dim param As IpfcParameter

Dim params As CpfcParameters

Dim paramUnit As Ipfc Unit

models=session.Current Model’獲取當前模型，準備讀取其參數

params=CType（model，IpfcParameterOwner）.ListParams（）’'獲取參數

For i=0 To params.Count-1 param=params.Item（i）

param Unit=param.Units

Select Case param.Name

Case Parameter A’選取參數賦值A

paramValue=PDUtils.createParamValue（Value，Type）’Value為要換參數A的數值

param.SetScaled Value（paramValue，paramunit）…

End Select

Next

（3）對模型進行再生得到設計模型

Dim RegenInstruction As IpfcRegenInstructions

D

im Isolid As IpfcSolid

RegenInstruction=（New CCpfcRegenInstructions）.Create（True，True，Nothing）

modelS=aC.Session.Current Model

Isolid=CType（model，Ipfc Assembly）

Isolid.Regenerate（RegenInstruction）’模型再生

Ipfc AsyncConnection.Session.Get ModelWindow（solid）.Repaint（）’窗口刷新

models.Save（）保存模型

3.4 工程圖調整與格式轉換

Creo工程圖中雖然包含了大量的知識信息，也方便修改，但是對于保密性較強的公司，或者要進行數據外發的時候，往往不方便使用。將圖紙輸出為絕大部分公司都能方便查閱的PDF或者DWG格式，并在格式轉換的過程中將文件名稱修改為新的設計編號，不僅能將數據壓縮，而且能方便數據的存檔和查閱。

工程圖轉換為PDF格式的代碼如下：

Dim PDFinstructions As IpfcPDFExportInstructions

PDFinstructions=（New CCpfcPDFExportInstructions）.Create（）

model.Export（outdir，PDFinstructions）

其中，outdir表示PDF文件輸出的全路徑，這個名稱不能超過30個字符（包括文件的pdf后綴名）。

類似的，通過API函數可以將工程圖轉換成其他多種二維圖紙格式，如轉換DXF格式，代碼如下：

Dim DXFinstructions As IpfcDXFExportInstruc-tions

DXFinstructions=（New CCpfcDXFExportInstructions）.Create（）

model.Export（outdir，DXFinstructions）

格式的轉換過程需要對顏色、圖層、線型和字體等根據需求進行修改，這樣的設置可以編寫導出映射文件dxf-export.pro，通過映射內容達到指定的要求。

4 數據庫的操作

通過VB.NET對數據庫操作是建立在ADO.NET的基礎之上的，它包含了外部應用程序對數據庫執行訪問、查詢、更新、管理等動作的必須類庫。

通過ODBC或OLE DB兩種數據提供程序都可以連接到Access數據庫。雖然ODBC相對來說出現的時間更早，但是很多應用程序仍使用ODBC連接Access、SQL Server、Oracle等數據庫，SQL Server和Oracle的舊版本以及Sybase甚至只支持ODBC這種數據訪問數據庫。OLEDB則適合于所有新版本的數據庫，對數據庫進行一般訪問時，最好選擇OLE DB方式。ODBC和OLE DB兩者有各自的命名空間，分別為System.Data.Odbc和System.Data.OleDb，在使用之前必須導入相應的命名空間。本文使用的是OLE DB數據提供程序動態連接數據庫［5］。主要功能代碼如下：

'打開數據庫

Dim connstr As String="Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0；Data Source=CASC.accdb"

Dim conn As New OleDbConnection（connstr）

conn.Open（）

Dim mycom As New OleDbCommand

Dim AccStr As String="SELECT*FROM*"

mycom=New OleDbCommand（AccStr，conn）

cmd.ExecuteNonQuery（）’執行操作

conn.Close（）’關閉數據庫連接

其中connstr中定義的Source由操作的對象數據庫決定，AccStr根據操作內容編寫語句代碼。系統讀取數據庫結果如圖5所示。

圖5 數據庫運行結果

運行程序后，進行相應的底盤、前板樣式選擇以及輸入相應的參數后，點擊三維模型設計按鈕后，就會在Creo軟件中自動建立自卸車與車廂相關三維模型。圖6為本快速設計系統運行后得到的自卸車車廂設計模型。

圖6 自卸車車廂設計模型

5 結 論

本文通過PTC Creo提供的API接口，利用VB.NET和Creo完成了自卸車車廂的二次開發工作，使自卸車車廂這一原本復雜、重復、工作量大、易出錯的工作變得簡單、高效、準確，極大地提高了設計效率，縮短了設計周期，從而使得公司競爭力得到了較大的提高。利用Creo二次開發技術，可以使機械制造等領域提高效率，具有很多實際意義。

［1］賈禮鳳，趙高暉，仲梁維.基于模塊化的余熱鍋爐快速設計研究［J］.機械工程與自動化，2015，02：34-36.

［2］Parametric Technology Corporation.PTC Creo Parametric 3.0 VB API User’s Guide［M］.USA：PTC，2014.

［3］劉 龍，朱林波.基于VB的Pro／E二次開發方法的再探討［J］.金屬加工冷加工，2009，（13）：65-67.

［4］鄺杰靈，仲梁維.基于Pro／E二次開發的微型行星齒輪快速設計系［J］.機械工程與自動化，2015，03：31-32+34.

［5］甘淑娟.基于VB.NET與Access的題庫管理系統設計與實現［J］.軟件導刊，2013，12（7）：117-119.