UG 的齿轮油泵智能设计

随着机械工业发展的带动，三维建模软件的功能十分强大，CATIA、UG 等三维建模软件的使用已经深入人心。单纯使用这些软件只能进行单一的模型设计，产品设计周期较长。通过使用这些软件将会大大提高设计速度。这些软件大多提供接口函数供计算机调用，能很好地实现人机交互，所以对三维工程软件进行二次开发是可行的，也是必要的。本文通过对 UG 三维软件进行二次开发，设计齿轮油泵智能设计系统，实现对齿轮油泵的智能化、快速化设计。

1 UG 二次开发基本原理对

UG 进行二次开发，需要开发语言和开发工具。UG 的开发语言一般使用 UG/OpenGRIP，UG/OpenAPI，UG/OpenC++ 语言，开发工具有UIStyler 编辑器、MenuScript 编辑器[2]。这里使用UG/OpenAPI，UIStyler 编 辑 器 和 MenuScript 编辑器联合使用对 UG 进行二次开发[3]。此方法与VisualC++ 结合，使得开发过程简单，对程序的调试也更加方便。

2 齿轮油泵二次开发流程

对齿轮油泵进行参数化设计，需要先建立好齿轮油泵的零部件模型，把模型放在程序所调用的指定目录中以备调用。然后在 UG 中设计参数化设计对话框界面，并生成 C++ 语言的 *.dlg，*.c，*.h三个文件，把 *.c，*.h 加载到 VC++ 开发模板中生成解决方案，最终生成 dll（DynamicLinkLibrary）文件，把 *.dlg 文件放在 UG 开发目录中，生成与UG 菜单风格一致的界面，实现交互式开发界面。对齿轮油泵进行二次开发的具体流程如图 1 所示。

3 齿轮油泵智能设计系统的设计

3.1 在 UG 中完成菜单栏的建立

在设计齿轮油泵智能设计系统时有两种界面的设计方案，第 1 种是在 VC++ 中直接设计出设计界面，然后用相应的 Button 实现相应的功能；第 2 种是利用 UG 软件本身的设计接口进行设计，通过给定的模板把相应的参数以及功能输入进去，实现以菜单插件形式的设计风格[4]。为了获得与 UG 界面相一致的操作环境，这里采用第 2种设计方式。设计界面之前需要进行环境配置，环境配置的作用是让 UG 系统能在指定目录中找到已经开发好的程序，以便在 UG 中启动设计菜单时找到必要的程序。首先需要在电脑中新建一个环境变量 UG_USER_DIR，并把一个文件夹的地址赋值给它，如 UG_USER_DIR=E:\UG_Design。在 UG_Design 文件夹下创建 application 和 startup 两个文件夹。其中 application 主要存放 *.dll 文件和 *.dlg文件，还会存放所需的图形文件。使用 UG/OpenMenuScript 制作菜单，可以实现个性化定制菜单。在上一步骤中创建的 startup文件夹中创建一个以 .men 结尾的系统文件，把链接 UG 菜单功能的代码加入后便可在 UG 菜单中实现菜单栏的创建，而且界面风格是与 UG界面的菜单风格一致。以齿轮油泵设计系统为例，.men 文件中包含的主要代码如下：MENUREDUCERBUTTONREDUCER_BUTTONLABEL齿轮油泵智能设计系统// 在 UG菜单栏的显示名称BITMAPACTIONS 齿轮油泵设计系统//所执行程序的名称END_OF_MENU重新启动 UG，在菜单栏中将会显示自制菜单如图 2 所示。

91第57卷第12期的设计方案，第 1 种是在 VC++ 中直接设计出设计界面，然后用相应的 Button 实现相应的功能；第 2 种是利用 UG 软件本身的设计接口进行设计，通过给定的模板把相应的参数以及功能输入进去，实现以菜单插件形式的设计风格[4]。为了获得与 UG 界面相一致的操作环境，这里采用第 2种设计方式。设计界面之前需要进行环境配置，环境配置的作用是让 UG 系统能在指定目录中找到已经开发好的程序，以便在 UG 中启动设计菜单时找到必要的程序。首先需要在电脑中新建一个环境变量 UG_USER_DIR，并把一个文件夹的地址赋值给它，如 UG_USER_DIR=E:\UG_Design。在 UG_Design 文件夹下创建 application 和 startup 两个文件夹。其中 application 主要存放 *.dll 文件和 *.dlg文件，还会存放所需的图形文件。使用 UG/OpenMenuScript 制作菜单，可以实现个性化定制菜单。在上一步骤中创建的 startup文件夹中创建一个以 .men 结尾的系统文件，把链接 UG 菜单功能的代码加入后便可在 UG 菜单中实现菜单栏的创建，而且界面风格是与 UG界面的菜单风格一致。以齿轮油泵设计系统为例，.men 文件中包含的主要代码如下：MENUREDUCERBUTTONREDUCER_BUTTONLABEL齿轮油泵智能设计系统// 在 UG菜单栏的显示名称BITMAPACTIONS 齿轮油泵设计系统//所执行程序的名称END_OF_MENU重新启动 UG，在菜单栏中将会显示自制菜单如图 2 所示。3.2 完成对话框的创建新建对话框的方法是：点击菜单栏中的启动 -> 所有应用模块 -> 块 UI 样式编辑器 , 出现新建的对话框，用户可以自己选择按钮或者表达式还有枚举实现整个对话框的建立。以主动齿轮轴为例，需要提供的参数有渐开线齿轮的各项参数以及齿轮轴的参数。其中“使用已有数据”按钮将会启动连接 Excel 数据表，获取表中数据，同时“序号”的显示状态将会激活，将可选择不同序号的参数，然后再将参数存储到对话框的指定参数中。创建的对话框如图 3 所示。

创建完成之后，点击保存按钮，生成如上所 述 的 *.dlg，*.c，*.h 三 个 文 件， 把 *.dlg 放 在application 文件夹内，*.c，*.h 加载到 C++ 模板中，生成齿轮油泵设计系统 .dll 文件，再把这个 .dll 文件放在 application 文件夹下。这样 UG 将会自动找到该程序，重启 UG 即可开始对齿轮油泵进行设计。3.3 完成数据库的创建齿轮油泵参数很多，对于频繁使用的参数的设计没有必要再重新输入，可把常用参数记录于数据库，调用数据库读取，会使参数输入更加便捷。VC++ 程序支持对很多数据库的调用，SQLServer，Access，Excel 等都可以进行读取操作[5]，由于齿轮参数以及轴参数变化较为频繁，这里采用最简单的 Excel 数据库将会减少对数据增加、删除以及修改的难度。如果需要增加数据，在Excel 表中直接写入，保存文件即可，同时也方便对数据的查看。Excel 表中参数如图 4 所示。

4 参数化设计的实现—以主动齿轮轴为例4.1 零件驱动对话框上面的“打开模型”按钮打开指定路径的齿轮轴模型。打开模型

92农业装备与车辆工程2019 年tag_tobj=NULL_TAG;// 一个对象只有一个 tagUF_PART_load_status_terror3;UF_PART_open("C:\\chilunzhou.prt",&obj,&error3);// 第一个参数表示文件所在路径UF_PART_free_load_status(&error3);

4.2 读取 Excel 表数据点击“使用已有数据”后，右边的“序号”会被激活可选，此时可以选择不同序号，选中序号之后，下方的参数设计区域将会读取对应参数。当然，对于不在数据库中的数据可以直接在参数化设计界面输入相应数据直接驱动，读取数据库的方式省去了人工输入大量参数的重复性操作。下面是每部分功能实现的重要代码：连接 Excel 数据表if(!app.CreateDispatch(_T("Excel.Application")))// 调用 Excel{AfxMessageBox(_T(" 调用失败 "));return;}打开指定路径 Excel 表格lpDisp=books.Open(_T("c:\\ 齿 轮 油 泵 参 数表 .xlsx"),covOptional,)循环获取表中数据，存放在定义的数组中for(inti=1;i<iRowNum+1;i++)//设置获取表格数据的循环{if(i!=nthrow)continue;stringcell_1=get_cell_text(sheet,i,1);//A1rowcells.push_back(cell_1);if(i==nthrow)break;}激活使用已有参数的枚举框if(button0==1){Enum0->SetEnable(true);}设置参数数值为数据库中读取的数值expression0->SetValue(rowcells[0]);doubled=expression0->Value();数据类型转换charmsg_d[256];

printf(msg_d,"p1=%f",d);模型驱动UF_MODL_edit_exp(msg_d);4.3 工程图驱动部分目前的三维软件零件图和工程图都是相关联的，对于零件图的修改，在工程图中会及时更正信息[6]。所以在进行工程图驱动之前，先建立一个通用的模板，在驱动工程图的时候调用模板，进行视图更新即可得到修改参数后的工程图视图。以下为工程图部分功能代码：打开工程图basePart1= theSession->Parts()->OpenBaseDisplay("C:\\gongchengtu.prt",&partLoadStatus1);保存工程图partSaveStatus1= workPart->Save(
NXOpen::BasePart::SaveComponentsTrue,
NXOpen::BasePart::CloseAfterSaveFalse);5 主动齿轮轴参数化设计实例首先在 Excel 数据表中输入合理的参数，包括轴的参数以及齿轮参数如图 4 所示。首先使用序号为 1 的数据进行三维模型的驱动，运行的结果如图 5 所示。

驱动模型完成之后，再次更改序号为 2，相应的参数将会改变。这里还是采用图 4 中序号为2 的各种参数进行驱动，驱动结果如图 6 所示。当然，对于参数可以在有效的范围内进行更改，并非一定采用已有参数进行设计。