柵欄產品三維參數化設計軟件開發研究*

浦 東，曹蘇群， 左曉明，嚴峰杰

(1. 淮陰工學院機械與材料工程學院，江蘇淮安223003；2.江蘇陽光新格柵欄科技有限公司，江蘇淮安223400)

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柵欄產品三維參數化設計軟件開發研究*

浦 東1，曹蘇群1， 左曉明1，嚴峰杰2

(1. 淮陰工學院機械與材料工程學院，江蘇淮安223003；2.江蘇陽光新格柵欄科技有限公司，江蘇淮安223400)

以某柵欄生產企業生產的產品為研究對象，提出了一種基于Pro/E的柵欄產品三維參數化設計方法，利用VC++作為基本開發工具，開發了包括草坪柵欄、樓梯柵欄等多種柵欄產品三維參數化設計系統。該軟件系統采用面向用戶的開發思想，具有界面簡潔、操作方便的特點。此軟件系統的應用將大幅縮短柵欄生產企業的產品設計周期，達到快速響應的目標。

柵欄 三維 參數化設計 軟件開發 VC++

0 引言

柵欄是我們生活中經常看到的物品，小到陽臺、樓梯，大到公園、酒店、游樂場都有各式各樣的柵欄，有的是為了保護安全，比如陽臺的柵欄，動物園的鐵柵欄；有的是為了裝飾，比如酒店的鐵藝柵欄，公園的草坪柵欄。總之，柵欄的分類五花八門，數不勝數。因此，對于柵欄生產企業來說，如何將這么多種類的產品，直觀地展示給潛在客戶，是一個目前面臨的很現實的問題。

為了解決這個問題，我們研究一種能快速高效地建立模型的方式，即三維參數化設計。為此本文介紹了一種以VC++為開發基礎，以Pro Toolkit與Visual Studio 2005為開發平臺，構建基于Pro/E的柵欄產品三維參數化設計軟件系統。

1 柵欄參數化模型設計

參數化設計過程實際上是利用新數據替代原數據，驅動參數化模型庫中的原有模型或程序，進行模型重構的過程[1]。

圖1 草坪柵欄三維模型

以草坪柵欄為例，三維模型如圖1所示，其參數接口與尺寸關聯設置方法為：

1)參數輸入。在模型圖界面，點擊【工具】→【參數】，點擊【+】，將柵欄的相關參數依次輸入：大立柱邊長A、大立柱高H、大柱間距L、橫桿寬A_1、橫桿厚B_1、小柱寬A_2、小柱厚B_2、小柱數量N。在整體設計好后，其參數值可以根據實際情況進行修改，修改完成后通過【再生】即可得到實際情況下所需的模型[2]。

2)關系建立。點擊【工具】→【關系】，此時出現了關系對話框，單擊模型任意處，模型由灰色變成黃色，各處尺寸以D1、D2的形式被標注出來，選擇需要定義的尺寸后單擊，該尺寸會自動進入對話框內，輸入相關尺寸的關聯公式。

2 UI界面開發

2.1 開發平臺的選取

本系統設計開發所運用的軟件主要是Pro/E和Visual Studio 2005兩款軟件。Pro/E軟件是美國參數技術公司(PTC)于1988年首創的參數化設計三維CAD/CAM軟件包，是一套由設計至生產的機械自動化軟件，是目前國際上最流行的“全參數化、全相關”的三維設計軟件之一[3]。Pro/E在提供強大的設計、分析、制造功能的同時，也為用戶提供了多種二次開發的工具，在本系統中選用的則是基于C語言的Pro Toolkit。Visual Studio 2005則是為了輔助Pro Toolkit完成本系統的開發，因為其具有自動提供二次開發基礎文件和自動報錯的功能，將會大大減少設計者的工作強度。

2.2 制作自定義菜單

圖2 柵欄參數化設計菜單界面

通過Visual Studio 2005新建工程，可以得到一個二次開發所需要的基本框架。在生成的工程文件中，新建一個文本文件，編輯菜單代碼，在將設計完成的系統加載到Pro/E中后，新建的用戶菜單與其他菜單條一樣，以windows風格的菜單形式插入到Pro/E中去[4]，如圖2所示。

2.3 制作UI對話框

在進行UI對話框的設計時，首先要將驅動程序模板文件復制到工作目錄[5]。打開resource，新建記事本，命名為“zhalan.res”。根據我們設計的系統需要進行對話框的設計，確定各組件的位置和數量。如果對話框內包含有圖片，必須將圖片復制到resource文件夾內，UI對話框設計如圖3和圖4所示。

3 驅動程序的編寫

驅動程序的編寫，本質上就是獲取UI對話框中輸入的參數值，將其傳遞到參數化模型并驅動模型再生，從而生成相應的三維模型。

以草坪柵欄模型驅動程序為例。

void caoping_1_Action(char*dialog,char*component,ProAppData data)

{

ProMdl model;

ProModelitem modelitem;

ProMdlCurrentGet(&model);

ProMdlRetrieve(L"D:/zhalan/res/caoping.

prt",

(ProMdlType)PRO_PART,(ProMdl*)&model);

ProMdlDisplay(model);

ProMdlToModelitem(model,&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"A_Value","A",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"H_Value","H",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"N_Value","N",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"A_1_Value","A_1",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"B_1_Value","B_1",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"A_2_Value","A_2",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"B_2_Value","B_2",&modelitem);

ParamUpdate(dialog,"L_Value","L",&modelitem);

ProSolidRegenerate((ProSolid)model,PRO_B_TRUE);

ProWindowRepaint(PRO_VALUE_UNUSED);

ProUIDialogExit(dialog,1);

}

從上述代碼中可以看到，主要按照“載入模型(括號內為模型保存的地址)→將對話框內的參數賦值給模型→模型按照被賦值的參數進行變化→草坪柵欄零件再生→零件重繪→對話框關閉”完成模型驅動。

4 總結

本文以參數化思想為基礎，以Pro/E為開發平臺，VC++為開發工具，實現了柵欄產品的快速設計。本設計所完成的柵欄參數化設計系統，具有使用簡單、數據清晰、架構明了的特點，并實際應用到某公司的柵欄設計工作中，提高了公司產品設計效率，滿足了公司投標中產品展示需求，具有強大的實用性和針對性。

[1] 白傳武.門式起重機參數化設計系統的研究與實現[J].機電技術,2014 (4):53-57.

[2] 徐年富.基于Pro/E的行星減速器太陽輪的三維參數化設計[J].煤礦機械,2012, 33(1):244-246.

[3] 陳建軍.基于VC++的摩擦同步離合器三維參數化設計及仿真集成系統[J].機械設計與研究,2016, 32(2):93-96.

[4] 王素艷.基于Solidworks的機床夾具標準件三維參數化設計[J].機電產品開發與創新,2014, 27(3):171-173.

[5] 李戩，王宗彥，秦慧斌.橋式起重機小車架三維參數化設計與研究[J].煤礦機械,2012, 32(7):16-18.

Development of 3D parametric design software for fence product

PU Dong，CAO Suqun，ZUO Xiaoming，YAN Fengjie

Focused on the products of a fence manufacturer, a 3D parametric design method for the fence product based on Pro/E is proposed. 3D parametric design systems are developed including lawn fence, stair fence and so on, taking the VC++ as the development tool. The software system has the characteristics of user-oriented concept, simple interface and easy operation. The application of this software system will shorten the product design cycle of enterprises greatly and achieve the goal of fast response.

fence，three-dimensional，parametric design，software development，VC++

TH126；TH138.51

A

1002-6886(2016)06-0101-03

國家自然科學基金青年基金(51505170)，江蘇省高校自然科學重大基礎研究項目資助(11KJA460001)，淮安市科技成果轉化專項資金計劃項目(項目名稱：微型電感器件自動化生產裝備研發及產業化)，校企合作橫向項目(項目名稱：組裝式耐腐蝕柵欄系列產品研究與開發)。

浦東(1993-)，男， 就讀淮陰工學院機械設計制造及其自動化專業，研究方向：計算機輔助設計。

曹蘇群(1976-)，男，博士，教授，研究方向：模式識別與軟件工程。

2016-06-24