Creo2.0二次開發(fā)技術(shù)在空氣壓縮機(jī)三維參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

趙慧++吳爽++吳向陽

摘 要：該文介紹了Creo2.0軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)在空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。基于Creo/Toolkit利用VS2010作為開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了某空氣壓縮機(jī)外殼的參數(shù)化設(shè)計(jì)。通過項(xiàng)目的開發(fā)實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)，講解了利用Creo/Toolkit二次開發(fā)的方法。項(xiàng)目的實(shí)施規(guī)范了設(shè)計(jì)的流程，提高了設(shè)計(jì)效率，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化生產(chǎn)提供了有力依據(jù)，具有重要應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化 Creo2.0 空氣壓縮機(jī) VS2010 Creo/Toolkit

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）09（b）-0052-02

在空氣壓縮機(jī)領(lǐng)域，產(chǎn)品的零部件設(shè)計(jì)大都采用CAD軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。并以此作為分析以及后期加工的依據(jù)。但傳統(tǒng)的三維造型方法都是技術(shù)人員基于零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用各自擅長的方法進(jìn)行建模，使用的軟件因人而異，即使使用同一軟件造型理念也可能存在很大的隨意性。對(duì)于同一系列的產(chǎn)品需要修改尺寸往往需要從頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅浪費(fèi)人力、物力，也不利于產(chǎn)品技術(shù)資料的管理。該項(xiàng)目針對(duì)某型號(hào)空氣壓縮機(jī)參數(shù)特點(diǎn)基于Creo2.0軟件規(guī)范了產(chǎn)品各零件的造型方法。提取了其中的有效尺寸參數(shù)，基于Creo/Toolkit利用VS2010作為工具研發(fā)了空氣壓縮機(jī)參數(shù)化建模輔助應(yīng)用程序。

1 Creo的二次開發(fā)

Creo Parametric Toolkit是Creo Parametric軟件功能強(qiáng)大的二次開發(fā)工具，也稱為應(yīng)用程序接口[1]。它是實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)之一。Creo 提供了豐富的二次開發(fā)工具，常用的有族表（Family Table）、用戶定義特征（UDF）、Creo/Program、J-link、Creo/Toolkit等[2]。Visual Studio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境。其集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的界面被重新設(shè)計(jì)和組織。除了Microsoft SQL Server，它還支持IBM DB2和Oracle數(shù)據(jù)庫[3]。

1.1 開發(fā)工具簡介

族表（Family Table）：當(dāng)零件具有相同或相近結(jié)構(gòu)時(shí)，利用族表來管理十分方便。因此標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立或同類型系列型號(hào)的產(chǎn)品零件也適合利用族表來管理。壓縮機(jī)零件也適合利用該種方法進(jìn)行管理。

用戶定義特征（UDF）：用戶定義特征是將若干個(gè)系統(tǒng)特征融合為一個(gè)自定義特征，使用時(shí)作為一個(gè)整體出現(xiàn)。也就是說將某個(gè)由多個(gè)特征構(gòu)成的零件比如螺栓或螺母作為一個(gè)整體特征進(jìn)行定義。

Creo/Program：Creo軟件對(duì)于每個(gè)模型都有一個(gè)主要設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)列表——Creo/Program。它是基于BASIC語言構(gòu)成的，用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要來編輯該模型的Program，使其作為一個(gè)程序來工作。

J-link：J-link是Creo中自帶的基于JAVA語言的二次開發(fā)工具。用戶通過JAVA編程實(shí)現(xiàn)在軟件Creo中的添加功能。

Creo/Ttoolkit：Creo/Toolkit同J-link一樣也是Creo自帶的二次開發(fā)工具，是Creo自帶的功能最強(qiáng)大的二次開發(fā)工具。它封裝了許多針對(duì)Creo底層資源調(diào)用的庫函數(shù)與頭文件，借助第三方編譯環(huán)境進(jìn)行調(diào)試。它使用面向?qū)ο蟮娘L(fēng)格，在Creo與應(yīng)用程序之間通過函數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳輸。該項(xiàng)目開發(fā)的工具使用的就是Creo/Ttoolkit，下面將介紹Creo/Toolkit二次開發(fā)方法。

1.2 Creo/Toolkit二次開發(fā)方法

通過Creo/Toolkit作為函數(shù)來訪問Creo，在Creo/Toolkit中最基本的兩個(gè)概念是對(duì)象（Object）和行為（Action）[4]。使用Creo/Toolkit開發(fā)應(yīng)用程序包含3個(gè)步驟：編寫源文件，生成可執(zhí)行文件，可執(zhí)行文件在Pro/E中注冊(cè)并運(yùn)行。

Creo為應(yīng)用程序提供兩種工作模式：同步模式和異步模式，前者又分為Spawn（多進(jìn)程模式）或DLL（動(dòng)態(tài)鏈接庫模式）。采用Spawn模式工作，必須將源文件編譯生成exe文件；若用DLL模式工作，將把源文件生成動(dòng)態(tài)鏈接庫[5]。由于同步模式與Creo緊密集成，猶如Creo自身的功能，運(yùn)行速度快、可靠性高，因而應(yīng)該盡可能地使用同步模式[6]。該項(xiàng)目開發(fā)采用同步模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用該模式開發(fā)出CREO2.0安裝目錄…CREO2.0＼CommonFiles＼M050＼下的以下4個(gè)文件，在Creo2.0中嵌入了方便工程設(shè)計(jì)人員使用的工具按鈕，并以符合專業(yè)技術(shù)要求且好多對(duì)話界面實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)零件設(shè)計(jì)。

1.3 Creo/Toolkit二次開發(fā)步驟

使用Creo/Toolkit開發(fā)應(yīng)用程序包含3個(gè)基本步驟。

程序的編譯和連接：為了編譯連接所編制的程序代碼，一般需要制作Makefile文件，可以根據(jù)Creo/Toolkit自帶的Makefile修改。該文件主要制定庫文件、頭文件、源文件的位置及要生成的可執(zhí)行文件和動(dòng)態(tài)連接庫名稱等[7]。方法如下。

（1）打開VS2010后“文件”—“新建”—“項(xiàng)目”，選擇MFC DLL，點(diǎn)擊“確定”，點(diǎn)擊“下一步”。選擇“使用共享 MFC DLL的規(guī)則DLL”，后點(diǎn)擊“完成”，這樣就利用向?qū)FC AppWizard（DLL）創(chuàng)建一個(gè)工程。

（2）開發(fā)環(huán)境的配置。①包含文件的添加。點(diǎn)擊“項(xiàng)目”—“屬性”—“配置屬性”—“VC++目錄”，選擇“包含文件”依次添加：CREO2.0安裝目錄…CREO2.0＼CommonFiles＼M050＼下的以下4個(gè)文件prodevelope＼includes； prodevelope＼prodev_appls＼includes； protoolkit＼includes和protoolkit＼protk_appls＼includes。②庫文件的添加。添加步驟包含文件的添加方法相同，為CREO2.0安裝目錄…CREO2.0＼CommonFiles＼M050＼下的以下4個(gè)文件prodevelope＼i486_nt＼obj；protoolkit＼i486_nt＼obj；protoolkit＼x86e_win64＼obj和prodevelop＼x86e_win64＼obj。③工程屬性配置。選擇“項(xiàng)目”—“屬性”—“配置屬性”—“常規(guī)”，點(diǎn)擊“配置管理器”，選擇要配置的項(xiàng)目。

編寫源文件：源文件包括資源源文件和程序源文件。資源源文件包括菜單源文件、窗口信息源文件、對(duì)話框源文件（分別用來完成創(chuàng)建和修改Creo、窗口信息和對(duì)話框等功能）等。程序源文件指用戶編寫的C語言程序，它是整個(gè)Creo/Toolkit程序開發(fā)的核心部分。該系統(tǒng)開發(fā)了適合壓縮機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)的資源源文件和程序源文件，實(shí)現(xiàn)了交互式參數(shù)化建模。

可執(zhí)行文件注冊(cè)和運(yùn)行：要使應(yīng)用程序能夠集成到Creo系統(tǒng)中運(yùn)行，必須做一個(gè)擴(kuò)展名為.dat的注冊(cè)文件，用該文件進(jìn)行應(yīng)用程序的注冊(cè)。

2 Creo系統(tǒng)中參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)方法

空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其中泵體是壓縮機(jī)的核心部件。相對(duì)泵體來說缸體的結(jié)構(gòu)比較簡單，參數(shù)較少，該文將以缸體為例進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，為整個(gè)壓縮機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

空氣壓縮機(jī)在零件模式下建立三維模型，設(shè)置控制三維模型的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)有兩種：一種是用來控制三維模型形狀和拓?fù)潢P(guān)系的與其他參數(shù)無關(guān)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，稱為局部參數(shù)。另一種是與其他參數(shù)相關(guān)的非驅(qū)動(dòng)參數(shù)，稱為全局參數(shù)。參數(shù)化程序設(shè)計(jì)采用的是第一種設(shè)計(jì)參數(shù)，以驅(qū)動(dòng)三維模型的再生，建立設(shè)計(jì)參數(shù)和三維模型的尺寸變量的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以利用Creo的relation功能創(chuàng)建關(guān)系式實(shí)現(xiàn)。

2.1 菜單欄菜單設(shè)計(jì)

Croe系統(tǒng)的菜單主要包括菜單欄菜單和菜單管理器菜單。在Creo/Toolkit中，用戶可以創(chuàng)建新的菜單欄菜單，也可以對(duì)Croe系統(tǒng)已有的菜單欄菜單進(jìn)行修改。為了方便于用戶對(duì)命令突變的查找，采用在工具條上添加命令圖標(biāo)的方式向Croe界面中添加壓縮機(jī)上下缸體參數(shù)化設(shè)計(jì)按鈕。

2.2 對(duì)話框設(shè)計(jì)

對(duì)話框設(shè)計(jì)主要是用戶界面對(duì)話框（簡稱UI對(duì)話框）的設(shè)計(jì)，UI對(duì)話框是Creo/Toolkit提供的一種交互界面，可以利用UI對(duì)話框技術(shù)，在Creo/Toolkit程序中設(shè)計(jì)出風(fēng)格與Creo系統(tǒng)本身相似的人機(jī)交互界面。

3 結(jié)語

該文提出了基于Creo軟件的針對(duì)空氣壓縮機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)理念。以空氣壓縮機(jī)缸體零件為例，分析了零件的局部尺寸，同時(shí)兼顧了工藝要求。基于Creo/Toolkit利用VS2010作為開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了某空氣壓縮機(jī)外殼的參數(shù)化設(shè)計(jì)。介紹了Creo2.0軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)和利用Creo/Toolkit二次開發(fā)的方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 白皛，龔堰玨，趙罘.Creo2.0中文版基礎(chǔ)設(shè)計(jì)教程[M].清華大學(xué)出版社，2013.

[2] （美）蘭多夫，著.Visual Studio2010高級(jí)編程[M].任鴻，普杰，高宇輝，譯.清華大學(xué)出版社，2012.

[3] 王文波.Pro/E Wildfire 4.0二次開發(fā)實(shí)例解析[M].清華大學(xué)出版社，2010.

[4] 金濤.PRO/ENGINEER軟件二次開發(fā)技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2001（37）：13.

[5] （美）馬歇爾，著.Visual Studio 2010并行編程從入門到精通[M].梁春艷，譯.清華大學(xué)出版社，2013.

[6] Pro/Toolkit Users Guide[M].Needham：Parametric

Technology Corporation，2001.

[7] 李世國.Pro/Toolkit程序設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[8] 王恒，寧汝新，張旭，等.利用MFC二次開發(fā)Pro/E[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2004（6）：870-871.