基于VBS的CATIA二次開發在車身設計中的應用

呂奉陽　申威　韓強　羅培鋒

摘 要：為了減少重復設計，提高工作效率，對CATIA二次開發進行了研究。介紹了CATIA二次開發的基本流程，采用VBS編寫了批量導入坐標點、批量創建焊點球面、批量更改零件顏色和圖紙鏈接替換等應用實例代碼。通過應用實例，驗證了CATIA二次開發的實用性和高效性。

關鍵詞：VBS；CATIA；二次開發；車身設計

1 引言

車身設計過程中，經常遇到一些重復性工作，例如將坐標點信息從EXCEL導入CATIA，焊點設計時將坐標點生成球面，統計車身材料分布時將零件用不同顏色區分，零件號更改后圖紙鏈接失效導致重新出圖。這些工作內容本身并不復雜，由于坐標點數量多，焊點數量多，車身零件多，圖紙信息量大，導致工時增加，影響工作效率及開發周期。為了減少重復設計工作量，提高工作效率，CATIA二次開發日益受到重視。

2 理論介紹

2.1 VBS腳本語言

VBS全稱Microsoft Visual Basic Script Edition，即微軟公司可視化BASIC腳本版。VBS是基于Visual Basic的腳本語言，是Visual Basic的一個抽象子集，是Windows系統內置的，用它編寫的腳本代碼不需編譯成二進制文件，直接由Windows系統執行。

VBS腳本不需使用專業的編程軟件，應用Windows系統自帶的記事本即可。將程序代碼輸入到記事本里面，然后保存為以.vbs為擴展名的文件。雙擊VBS文件名即可執行程序。

VBS語法簡單，靈活高效，功能強大，可以使工作任務自動化，可以讓設計師從重復瑣碎的工作中解脫出來，提高工作效率。基于以上特點，本文采用VBS腳本進行CATIA二次開發。

2.2 CATIA V5 Automation

CATIA提供了兩種編程接口，一種是自動化對象編程（V5 Automation），一種是開放的組件應用架構（CAA）。CAA功能全面，穩定性好，適合深層次的CATIA二次開發，但是對開發人員的要求較高，需要使用專業的編程軟件及工具。V5 Automation是基于COM技術的編程接口，描述了CATIA二次開發編程對象架構，包含不同接口中每個對象的方法屬性等詳細信息，是進行CATIA二次開發的重要參考資料。本文采用基于V5 Automation 的CAITA的二次開發方法，使用VBS作為編程語言。

2.3 CATIA二次開發流程

CATIA二次開發的目的是滿足產品設計自動化需求。所謂CATIA二次開發，就是利用CATIA提供的API接口進行程序設計開發，拓展CATIA軟件功能，實現軟件功能個性化和操作自動化。

進行CATIA二次開發，首先要了解CATIA V5 Automation API的基本架構，掌握常用對象的屬性和方法。CATIA V5 Automation對象架構如圖1所示。

CATIA二次開發的過程可以理解為：用戶為實現某種功能，根據需要合理地調用V5 Automation提供的類、庫的屬性和方法以及二次開發函數。CATIA中的每個功能（包括零件設計、曲面設計、裝配設計、工程制圖等）以及所有的實體特征（包括草圖特征、修飾特征、曲面特征、變換特征、組合特征等）都有相應的類、庫支撐，因此CATIA二次開發的主要工作就是合理地調用V5 Automation API對象進行編程。對CATIA進行二次開發的基本流程如圖2所示。

3 應用實例

3.1 批量導入坐標點

車身設計過程中，需要根據外部門的安裝需求導入坐標點，產品接口控制文件一般采用EXCEL文件形式，坐標點位置通過xyz坐標值確定。設計時一般采用手工輸入坐標值的方法導入坐標點。坐標點較多時，手工輸入工作量較大，且容易出錯。利用VBS批量讀取EXCEL文件坐標值并導入CATIA，可以提高工作效率。

批量導入坐標點的基本流程如圖3所示。VBS腳本代碼如圖4所示。

圖5是EXCEL中的坐標點示例。A、B、C三列分別代表點的x，y，z坐標值。打開CATIA應用程序，進入零件設計或創成式曲面設計模塊。打開包含坐標點的EXCEL文件：CreatPointFromEXCEL.xls。確認文件名及路徑與VBS代碼一致。雙擊執行VBS腳本，切換到CATIA應用界面，可以看到EXCEL坐標點已經批量導入CATIA，如圖6所示。

3.2 批量創建焊點球面

汽車白車身一般由數百個鈑金沖壓件焊接而成，焊點設計是白車身設計的重要內容。在CATIA中，兩層焊點一般采用半徑3mm的綠色球面表示。白車身焊點設計的特點是建模簡單，焊點數量多，重復性工作量大，適合采用二次開發進行批處理，提升建模效率。

批量創建焊點球面的基本流程如圖7所示。VBS腳本代碼如圖8所示。

打開包含坐標點的CATIA文件，雙擊執行VBS腳本，在CATIA文件中選擇包含坐標點的幾何圖形集，完成坐標點批量生成焊點球面如圖9所示。

3.3 批量更改零件顏色

白車身包含數百個零件，設計過程中，一般采用不同顏色進行區分。實際應用過程中，為了統計鍍鋅板及非鍍鋅板，沿用件及專用件，高強度鋼板應用分布，需要在總成數據中對零件顏色進行更改。

以高強度鋼板應用分布為例，需要根據材料類別對零件進行區分并用不同顏色表示。本文采用歐洲車身會議采用的車身材料顏色代碼定義，如表1所示。零件顏色更改的基本流程如圖10所示。VBS腳本代碼如圖11所示。

圖12是EXCEL中的零件顏色代碼定義示例。A列表示零件號，B、C、D三列分別代表顏色代碼的R、G、B數值。打開CATIA總成數據文件，打開包含零件顏色代碼定義的EXCEL文件：Setcolor.xls。確認文件名及路徑與VBS代碼一致。雙擊執行VBS腳本，切換到CATIA應用界面，可以看到零件顏色批量更改結果如圖13所示。

3.4 圖紙鏈接替換

車身開發過程中，經常遇到由于設計變更或配置增加導致零件號更改的情況，零件號更改后導致2D圖紙鏈接數據失效，圖紙無法更新，重新出圖需要將圖紙信息重新標注一遍，對于復雜零件，重新出圖工作量較大。利用CATIA二次開發，將原圖紙鏈接數據替換為新數據，然后在原圖紙上更新零件變化點的標注信息即可，可以提高出圖效率。

圖紙鏈接替換的基本流程如圖14所示。VBS腳本代碼如圖15所示。

打開CATIA圖紙，打開圖紙鏈接數據，將CATIA當前工作視圖切換到圖紙。雙擊執行VBS腳本，彈出對話框如圖16所示，輸入鏈接數據序號，點擊確定即可完成圖紙鏈接替換。

4 結語

本文對CATIA二次開發技術進行了研究，介紹了VBS及CATIA二次開發技術的基本理論及開發流程，通過批量導入坐標點、批量創建焊點球面、批量更改零件顏色和圖紙鏈接替換等實例驗證了CATIA二次開發的實用性及強大功能。由于VBS腳本語言的局限性，實現可視化窗口界面比較復雜，交互體驗較差，不適合復雜的CATIA二次開發。下一步研究方向是擴展CATIA二次開發的應用范圍及實現方法，不局限于VBS腳本語言，進一步提高工作效率，提升設計質量。

參考文獻：

[1]胡挺，吳立軍.CATIA二次開發技術基礎[M].電子工業出版社，2006.

[2]周桂生，陸文龍.CATIA二次開發技術研究與應用[J].機械設計與制造，2010（1）：81-83.

[3]彭歡.基于V5 Automation的CATIA二次開發技術研究[J].電子機械工程，2012，28（2）：61-64.