[摘要]在深入研究UG二次開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用UG/Open MenuScript、UG/Open UIStyler、UG/Open API和Visual C++6.0等UG二次開發(fā)工具，開發(fā)建立了1套完整的汽車沖模三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫。該標(biāo)準(zhǔn)件庫與UG的集成環(huán)境有機(jī)地結(jié)合在一起，界面友好，具有良好的可擴(kuò)充性和可移植性。
關(guān)鍵詞 沖模 標(biāo)準(zhǔn)件庫 CAD UG

1 引言

美國UGS公司的Unigraphics(UG)是一個(gè)優(yōu)秀的機(jī)械CAD/CAE/CAM一體化高端軟件，它基于完全的三維實(shí)體復(fù)合造型、特征建模、裝配建模技術(shù)，能設(shè)汁出任意復(fù)雜的產(chǎn)品模型。再加上技術(shù)上處于領(lǐng)先地位的CAM模塊、內(nèi)嵌的CAE模塊，使CAD，CAE和CAM有機(jī)集成，可以使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析和制造一次完成，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、通用機(jī)械、家用電器等領(lǐng)域”，。作為通用CAD/CAE/CAM軟件，UG功能非常強(qiáng)大，但缺乏通用標(biāo)準(zhǔn)件庫以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件庫，而具體行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)總是會(huì)經(jīng)常用到通用標(biāo)準(zhǔn)件和本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件。若每次設(shè)計(jì)對(duì)每一零件均從頭開始建模，則要做大量重復(fù)性工作，因此，有必要開發(fā)通用標(biāo)準(zhǔn)件庫以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件庫，以提高產(chǎn)品沒計(jì)效率，縮短沒計(jì)周期。

2 UG二次開發(fā)工具

UG軟件提供了CAD/CAE/CAM業(yè)界最先進(jìn)的編程工具集，以滿足用戶二次開發(fā)的需要，這組工具集稱之為UG/Open,是一系列UG開發(fā)了具的總稱，它們隨UG—起發(fā)布，以開放性架構(gòu)面向不同的軟件平臺(tái)提供靈活的開發(fā)支持，UG/Open套件主要由4個(gè)開發(fā)工具組成，如圖1所示。利用UG/Open提供的應(yīng)用程序和開發(fā)工具，用戶可以在其提供的平臺(tái)上開發(fā)出適合自己需要的CAD產(chǎn)品。

2.1 UG/Open CRIP語言

GRIP(Graphies Interactive Progrm'nming)是UG內(nèi)嵌的專用圖形交互編程語言，用戶通過GRIP語言編程能夠自動(dòng)完成在UG下進(jìn)行的絕大部分操作，如實(shí)體建模、工程制圖、制造加工、系統(tǒng)參數(shù)控制、文件管理、圖形修改等”。GRIP語言與一般通用語言一樣，有完整的浯法規(guī)則，程序結(jié)構(gòu)，內(nèi)部函數(shù)。GRIP程序同樣要經(jīng)過編譯、鏈接后，生成可執(zhí)行程序，才能運(yùn)行。使用GRIP進(jìn)行編程的一般步驟為：

(1)編寫源代碼：利用文本編輯編寫源代碼，并以擴(kuò)展名.grx存盤。
(2)編澤源程序：將源程序進(jìn)行編譯生成擴(kuò)展名為.gri的編譯文件。如果主程序中含有子程序，則兩者要分別進(jìn)行編譯，鏈接時(shí)主程序自動(dòng)對(duì)于程序進(jìn)行鏈接。
(3)鏈接程序：將擴(kuò)展名為.gri的文件鏈接生成可執(zhí)行的GRIP文件，擴(kuò)展名為.grx。
(4)運(yùn)行程序：鏈接生成的.grx文件，可以通過用戶化的菜單或?qū)υ捒蛘{(diào)用，也可以通過UG的菜單項(xiàng)File-Execute UG/Open-Grip…直接運(yùn)行。

2.2 UG/Open APl程序

UG/Open API(Application Programming Interface,應(yīng)用編程接口)，是—個(gè)允許用戶訪問并影響UG對(duì)象模型(Object Model)的程序集，它提供了比GRIP更多的對(duì)UG及其模塊進(jìn)行操作的功能，包括建摸．裝配、有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、制造等。它支持C/C++語言，可以充分發(fā)揮C語言編譯、運(yùn)行效率高，功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。并且，這些APl函數(shù)可以無縫地集成到C++程序中，并利用強(qiáng)大的Microsoft Visual C++集成環(huán)境進(jìn)行編譯。這樣，就可以充分地發(fā)揮出VC強(qiáng)大的功能和極其豐富的資源，包括MFC類庫，使用面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒ǎ瑑?yōu)質(zhì)高效地進(jìn)行軟件的開發(fā)。根據(jù)程序運(yùn)行環(huán)境的不同，UG/Open APl程序可分為兩種模式：

(1)外部(External)程序模式：UG/Open API外部程序可以脫離UG環(huán)境．在操作系統(tǒng)下單獨(dú)運(yùn)行，運(yùn)行的結(jié)果通常不能在UG圖形界面中顯示，也無用戶交互界面，所以應(yīng)用較少。通常用于不需要圖形界面的后臺(tái)應(yīng)用程序，如打印機(jī)或繪圖儀輸出。
(2)內(nèi)部(Internal)程序模式：UG/Open APl內(nèi)部程序只能在UG環(huán)境下運(yùn)行，用VC將應(yīng)州程序編譯鏈接生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(*.dll)文件，UG啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)加載動(dòng)態(tài)鏈接庫，供用戶萊單調(diào)用，用戶開發(fā)的應(yīng)用程序能與UG軟件無縫集成。并且這種模式下有較好的人機(jī)交互性，因此應(yīng)用較為廣泛。

2.3 UG/Open MenuSeript

UG/Open MenuSeript是UG/Open的一個(gè)重要組成部分，支持UG上菜單和彈出式下拉菜單的修改，通過它可以改變UG菜單的布局、添加新的菜單項(xiàng)和工具條，生成用戶化的菜單進(jìn)而集成用戶二次開發(fā)的特殊應(yīng)用，應(yīng)用MemiSeript進(jìn)行用戶菜單定制主要有兩種實(shí)現(xiàn)途徑：

(1)通過編輯純文本的菜單腳本文件(*.men)創(chuàng)建，修改UG的主莢單及下拉菜單，而不用開發(fā)C語言程序。
(2)利用C/C++語言編程調(diào)用UG/Open APl提供的MenuScript APl函數(shù)及于程序開發(fā)定制用戶菜單。

2.4 UG/Open UIStyler

UG/Open UIStyler是一個(gè)構(gòu)建UG風(fēng)格對(duì)話框的直觀可視化的編輯器。通過選擇和放置對(duì)話框控件，能實(shí)現(xiàn)所見即所得，可以避免復(fù)雜的圖形用戶接口(GUI)編程。而且，UIStyler創(chuàng)建的對(duì)話框可以在MenuSeripl中調(diào)用，因此可以實(shí)現(xiàn)在UG菜單項(xiàng)上調(diào)用UlStyler創(chuàng)建的對(duì)話框，從而將用戶應(yīng)用程序和UG完全融合。

對(duì)話框創(chuàng)建完成后，會(huì)在具存放的目錄下自動(dòng)生成3個(gè)文件，分別是*.dig,*.template.C，和*.h文件。其中*.dlg是對(duì)話框資源文件，定義了對(duì)話框樣式及控件事件的響應(yīng)函數(shù)名稱，存放在用戶目錄下面的＼applleation目錄內(nèi)，供用戶菜單調(diào)用；*.template.c是C語言源文件模板，它包含了對(duì)話框所有回調(diào)函數(shù)的定又，提供了一個(gè)具有對(duì)話框應(yīng)用的程序框架，該程序框架通過調(diào)用UG/Open APl函數(shù)和訪問對(duì)話框資塬文件，實(shí)現(xiàn)最初的對(duì)話框界而功能，在程序標(biāo)明的位置添加用戶代碼，編寫問調(diào)函數(shù)即可以實(shí)現(xiàn)具體的應(yīng)用功能；*.h文件是對(duì)話框頭文件．它包含了對(duì)話框控件標(biāo)識(shí)的定義以及控件事件響應(yīng)函數(shù)原型的聲明，供Visual C++編寫應(yīng)用程序時(shí)使用。

3 汽車沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)

汽車沖模標(biāo)準(zhǔn)件作為模具行業(yè)的常用零部件，有其鮮明的特點(diǎn)，通常包括標(biāo)準(zhǔn)模架、導(dǎo)向裝置、安放裝置，起重裝置、限位裝置、沖切裝置，定位裝置等。以中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)2002年版<<汽車沖模標(biāo)準(zhǔn)匯編>>，沒計(jì)開發(fā)了一套完整的汽車沖模三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫、該標(biāo)準(zhǔn)件庫與UG的集成環(huán)境有機(jī)地結(jié)合在一起，界面簡捷直觀，操作方便，具有良好的人機(jī)交互、可擴(kuò)充性和可移植性。

標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立綜合運(yùn)用了上述UG/OpenMenuSript、UG/Open UG/Open UIStyler、UG/Open API他Visual C++6.0等UG二次開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)．其程序框如圖2所示。其中，利用UG/Open MenuSeript編寫用戶菜單，直接掛在UG系統(tǒng)的主菜單上，形成與UG融合統(tǒng)個(gè)的界面；利用UG/Opea UISlyler制作UG風(fēng)格的對(duì)話框，供用戶萊單調(diào)用；通過Visual C++和UG/Open APl編寫參數(shù)化設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，并生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(Dynamic Link Library)文件，在UG啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載，實(shí)現(xiàn)了對(duì)UG的底層開發(fā)。

3.1 用戶菜單設(shè)計(jì)

為了與uc交互界面風(fēng)格保持一致，沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫采用了分級(jí)式下拉菜單，如圖3所示，下拉菜單通過UG/Open MenuScript模塊開發(fā)實(shí)現(xiàn)。即利用MenuScript提供的UG菜單腳本語言，編寫成擴(kuò)展名為*.men的文本文件，將其放在用戶目錄下的/startup目錄內(nèi)，通過設(shè)定uC的環(huán)境變量，uC在啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)加載用戶菜單文件，通過成uC用戶菜單。

為了方便用戶調(diào)用時(shí)快速檢索到所要的標(biāo)準(zhǔn)件，將下拉萊單的最大深度設(shè)計(jì)為3級(jí)，且每一條下拉菜單最多不超過20個(gè)按鈕。末級(jí)菜單上每一個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)—個(gè)“QMxxxx”標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)，點(diǎn)擊末級(jí)菜單按鈕即調(diào)出創(chuàng)建相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件的用戶對(duì)話框，如圖4所示。

3.2 用戶對(duì)話框設(shè)計(jì)

沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫利用UIStyler制作UG風(fēng)格的對(duì)話框，生成包含數(shù)據(jù)輸入框、文本框、按鈕、圖片等控件的對(duì)話框，如圖4所示。在對(duì)話框上部顯示標(biāo)準(zhǔn)件圖片，在對(duì)話框左上角顯示對(duì)話框標(biāo)題，在uc系統(tǒng)窗口左下角顯示操作提示信息，這樣可以使用戶很方便地設(shè)計(jì)或選用標(biāo)準(zhǔn)件。

所有對(duì)話框都有6種基本同調(diào)函數(shù)，分別是Apply按鈕的回調(diào)函數(shù)，Back按鈕的回調(diào)函數(shù)、Cancel按鈕的回調(diào)函數(shù)、OK按忸的回調(diào)函數(shù)、對(duì)話框構(gòu)造函數(shù)和對(duì)話框析構(gòu)函數(shù)。其中對(duì)話框構(gòu)造函數(shù)在UG構(gòu)建對(duì)話框完成之后、用戶應(yīng)用程序執(zhí)行之前調(diào)用，在標(biāo)準(zhǔn)件庫開發(fā)過程中，利用它進(jìn)行對(duì)話框初始化操作，將標(biāo)準(zhǔn)件的常用規(guī)格及技術(shù)要求顯示到信息窗口，供用戶創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)作參考，而不再需要查閱標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)手冊(cè)。對(duì)話框析構(gòu)函數(shù)在UC用戶劉話框關(guān)閉時(shí)調(diào)用，程序編寫時(shí)利用它進(jìn)行關(guān)閉、清除信息窗口以及釋放申請(qǐng)的內(nèi)存空間等操作。

3.3 應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)鏈接庫產(chǎn)(*.dll)創(chuàng)建

UG/Open API應(yīng)用程序是用C/C++語言編寫的，它除了能夠在UC的環(huán)境下對(duì)UG進(jìn)行功能凋用外．還能在程序中實(shí)現(xiàn)軟件的文件管理、流程控制、數(shù)據(jù)傳輸、窗口調(diào)用、數(shù)值計(jì)算等C/C++語言支持的全部功能，使用非常靈活。UG/Open APl應(yīng)用程序設(shè)計(jì)牽涉到UG提供的頭文件(*.h)、庫文件(*.lib)以及C/C++語言編程環(huán)境，需要?jiǎng)isual C++編譯環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，下面給出了VisualC++6.0編譯環(huán)境設(shè)置方法及動(dòng)態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建過程：

(1)建立一個(gè)空的動(dòng)態(tài)鏈接庫工程。
(2)配置程序頭文件(*.h)、庫文件(*.lib)的目錄路徑。其中頭文件包括UG頭文件，Visual C++6.O頭文件及UC/Open U1Styler對(duì)話框頭文件；庫文件包括UG庫文件，Visual C++6.O庫文件。
(3)將對(duì)話框生成的C語言源文件模板文件*．template.c添加到Project中。
(4)編制應(yīng)用程序。進(jìn)入對(duì)話框回調(diào)函數(shù)內(nèi)部進(jìn)行程序編制，定義變量及UG對(duì)象，運(yùn)用C/C++語言和UG/Open APl函數(shù)進(jìn)行參數(shù)化建模設(shè)計(jì)。
(5)生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(*.dll)文件。生成的*.dll文件放在用戶目錄下的/startup日錄內(nèi)，UG啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)加載動(dòng)態(tài)鏈接庫文件，供用戶菜單調(diào)用。

4 結(jié)束語

在研究UG/Open二次開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用UG/Open MenuScript、UG/Open UIStyler、UG/Open API和Visual C++6.0等UG二次開發(fā)工具，深入到UG系統(tǒng)內(nèi)部，開發(fā)建立了1套完整的汽車沖模三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫。沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫在UG軟件啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載到UG主菜單上，界面簡捷直觀，操作方便，與UG的集成環(huán)境有機(jī)地結(jié)合在一起，具有良好的人機(jī)交互、可擴(kuò)充性和可移植性。使用沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫可以提高沖壓模具的設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期，提高模具的設(shè)汁質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化水平，將模具設(shè)計(jì)工程師從繁瑣的建模造型工作中解放出來，把更多的精力投入到技術(shù)方案創(chuàng)新上。