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基于ProE的三维标准件库的研究与开发

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1.绪论
1.1开发的目的和意义
标准件在机械、电子、轻工、汽车、航空航天、造船等各个领域应用广泛。

对当今机械产品的零部件分析表明，标准零部件的数量约占到60%左右，30%左右的零部件是通过变型设计得到的通用件，而根据客户特殊需求开发的零部件只有10%左右。

标准零部件不仅数量多，且在设计过程中需要频繁查阅各种设计手册。

据统计，标准零部件的选用及绘制约占全部设计时间的70%，所以，在产品设计中，标准零部件的设计是一项费时费力且带有很大重复性的操作，这显然与日趋激烈的市场竞争环境不相适应。

因此，很有必要开发各种通用和专用的标准件库来取代这一繁琐、复杂的劳动。

随着经济的发展和计算机应用的普及，尤其是信息技术、网络技术的发展，标准件库的共享己成为我国CAD技术广泛应用后所面临的难题之一。

目前国内的机械、建筑等行业的大部分企业都采用了CAD系统，如AutoCAD,Pro/ENGINEER(以下简称Pro/E), UG, CATIA，SolidWorks,SolidEdge等。

但是，大多数CAD系统本身并不包含标准件库，少数提供标准件库的CAD系统，其所包含的标准件种类及数量也都非常有限，且有一个共同的缺点：可抑制性和软件复用性差，不能满足工程设计人员的需求。

因此，为了建立符合我国国标或各行业行标的标准件库，许多研究单位和部门都在各种CAD平台上利用其提供的二次开发接口进行了二次开发。

Pro/Engineer Widefire软件是美国PTC公司开发的新一代CAD/CAM系统，自从面世以来，以全参数化尺寸驱动、基于特征、单一全关联的数据库等优点深受顾客好评，并成为国际参数化的行业标准。

本课题采用的是基于Pro/Engineer Widefire2.0平台，通过加载Pro/Toolkit应用程序，借助第3方编译环境VC++对Pro/Engineer进行二次开发，通过参数设置，采用程序自动完成尺寸修改更新模型的方法，设计各类不同规格的产品，把零件模型的标准库和自动更新模块加入到Pro/E中，利用MFC集成方式，实现了标准件的参数化自动更新技术。

便快捷地实现产品设计者意图，有较好的实用性和推广价值。

1.2 本课题所涉及的问题在国内研究现状及分析：
随着计算机的广泛应用和蓬勃发展，许多高校和科研所及公司根据我国的计算机国情和国家标准在很多领域进行了大量的二次开发工作。

但是，每项二次开发工作都有其独有的特点。

正是如此，才满足了不同层次、不同行业部门的需求。

目前，国内实际应用的CAD系统可分为两大类:一类是国产自主版权的CAD软件，另一类是
国外商品化CAD软件。

由于国外CAD软件的功能齐全，性能优良，并完成了商品化和工程化的需求，因此在国内市场占有很大的份额。

然而，此类商品化的软件一般都是通用化软件，用户在应用时必须根据各自行业的特点进行不同程度的二次开发，方能发挥出应有的效益。

因此，CAD进口软件的二次开发是具有实际应用价值的课题。

下面介绍本课题基于Pro/Engineer Widefire平台的三维标准件库的研究与开发在CAD软件应用中的研究现状及分析：
1.2.1研究现状：
PRO/E不仅提供了参数化特征造型的环境，同时PRO/E还允许用户和开发者对产品及设计过程采用二次开发方法进行参数化定制。

PRO/E提供了多种二次开发工具，在我国设计者们常用的有：族表（Family Table）、用户自定义特征（UDF）、Pro/Program、 J-link和Pro/Toolkit 等。

1.2.2现状分析：
其中，Pro/Toolkit是基于C语言的，能实现与Pro/E的无缝集成，是Pro/E功能最为强大的二次开发工具，它采用面向对象的方法，封装了许多可以访问Pro/E底层资源的库函数与头文件，借助第三方编译环境进行编译调试，因而最为开发者所使用。

此系统以Pro/Engineer Widefire为支撑平台，应用Pro/Toolkit二次开发工具，采用面向对象的设计思想及VC++6.0编程语言，将设计代码编译成动态链接库文件，在Pro/E环境下运行，从而既利用Pro/E环境的强大功能，又利用C语言的结构化编程、运行效率高的优势，在系统界面上保持与Pro/E系统一致的风格，采用全汗化界面、菜单及丰富的对话框等接口形式。

力求提示醒目、操作简单、容错能力强，以适合从事机械设计人员实际使用的需要。

2. 系统开发工具及采用的关键技术
2.1系统开发工具介绍
2.1.1 Pro/Engineer的简介
Pro/Engineer软件系统是美国参数化技术公司PTC (Parametric Technolog Corporation )的优秀产品，提供了集成产品的三维造型设计、加工、分析及绘图等功能的完整CAD/CAE/CAM 解决方案。

该软件以使用方便、参数化造型和系统的全相关性而著称。

目前Pro/Engineer软件在我国的机械、电子、家电、塑料模具、工业设计、汽车、自行车、航天、家电、玩具等行业取得了广泛的应用，该软件在国内的应用数量大大超过了同类型的其它国外产品。

Pro/Engineer可谓是个全方位的3D产品开发软件，集合了零件设计、产品组合、模具开
发、NC加工、饭金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据管理于一体，其模块众多。

主要由以下六大主模块组成:工业设计(CAID)模块、机械设计(CAD)模块、功能仿真(CAE)模块、制造(CAM)模块、数据管理(PDM)模块和数据交换(Geometry Translator)模块。

这里将介绍一下Pro/Engineer的主要特性:
(1)相关性(Full Associativity)
相关性是指所有的Pro/Engineer的功能都相互关联.这就意味着在产品开发过程中，用户任何时候所作的变更，都会扩展到整个设计中，同时自动更新所有工程文档如部件、加工以及产品信息管理等。

全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改却没有任何损失一并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥作用。

Pro/Engineer系统开发环境最突出的特点就在于它能够支持并行工程，通过一系列足以表现外形、装配性能的全相关性的解决方案，可以让用户同时在几个技术领域处理一个产品模型。

这些能力包括造型设计、机械设计、功能设计、加工以及产品信息管理等。

Pro/Engineer提供的参数化设计的最大的特点就是单一数据库(SingleDatabase).
Pro/Engineer配合单一数据库，所有设计过程所使用的尺寸(参数)都存在数据库中，修改CAD 模型及工程图不再是一件难事，设计者只需更改3D零件的尺寸，则2D工程图就会依照尺寸的修改做几何形状的变化，同样修改2D工程图的尺寸其相关的3D实体模型也会自动修改，同时装配、制造等相关设计也会自动修改，这样可确保数据的正确性，达到设计修改工作的一致性，避免发生人为改图的疏漏情形，且减少许多人为改图的时间和精力的消耗。

也正因为有参数式设计，用户才可以运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的关系式使得模型可自动计算出应有的外型，减少尺寸逐一修改的繁琐费时，并减少错误发生。

(2)基于特征的参数化建模(Feature-based Parametric Modeling)
参数式设计就是将零件尺寸的设计用参数来描述，并在设计修改时通过修改参数的数值来更改零件的外形。

参数化设计的思想在工业界传播了许多年，1988年，Pro/Engineer以参数式设计的思想问世以后，业内人士即对参数式设计CAD/CAM的思想翘首以待。

Pro/Engineer:对于传统机械设计工作来说，有相当大的帮助作用，因为Pro/Engineer中参数不只代表设计对象的外观相关尺寸，并且具有实质上的物理意义[24]。

例如我们可以运用系统参数(System parameters，如体积、表面积、重心、三维坐标等)，或用户依设计流程所定义的用户定义参数(User defined parameters，如密度、厚度等具有设计意义的物理量或字符串)加入设计构思中来表达设计思想。

这项参数化设计的功能不但改变了设计的概念，并且将设计的便捷性推进了一大步。

(3)数据管理(Data Management)
为了在最短的时间内完成最多的开发工作，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。

Pro/Enginee:数据管理功能可以管理并行工程所要求的并行作业程序，并通过全。

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交互式面向装配的Pro_E标准件库开发

交互式面向装配的Pro_E标准件库开发


4.2 统计报表模块实现
统计报表是企业设计、 采购、 财务部门都要用到的一个十分 有用的功能， 它的功能是统计装配体中所用到的模具标准件数量
对于标准件装配缺少用户交互过程。文献[7]提出了一种满足装配 建模的原型系统。 用户大多希望装配标准件的过程中既要有交互 没有交互过程， 只能适应少数场合。 交互太 过程， 又不能太复杂。 多， 用户操作不方便， 而且 Pro/E 本身就提供有丰富的装配功能。 所以用户希望开发一种既能能适应大部分零件又具有部分交互 功能且面向装配的标准件库。 标准件中回转体零件数量占有绝大 多数， 如顶杆， 螺钉等等， 这些零件安装的特点是在装配体上用户 先确定在某个面、 后选择某个点上来定位标准件。我们将这种装 配方式定义为点面定位装配方式。
图 2 经过面匹配方式装配后的位置图
图 3 最后经过线上点装配方式之后的位置图
3 系统规划
3.1 系统要求
该标准件库是为企业开发定制的，标准件标准型号是根据企 业标准定义的。 主要功能是满足该企业客户方便查找和修改企业模 具标准件，使用户在模具设计过程中安装和设计标准件比较方便， 节省时间， 另外要求在设计完成后能统计标准件类型和数量， 计算 （1 ） 提供企业标准 价格， 以便于采购部门订货方便。具体要求如下： 查询， 用户在图形界面的提示下类似于翻手册一样查找标准。当用 户选择具体标准件模板后， 提供参数数值选择或者输入界面。并提 （2 ） 提供点面定位装配功能， 提示用 供参数化生成新的标准件功能。 户在已有的装配上先选择面， 再选择点。系统将标准件安装到指定 的位置。 （ 3 ） 提供标准件统计类型、 数量、 价格总计等输出报表的功能。
＊来稿日期： 2008-12-06
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严忠胜等： 交互式面向装配的 Pro/E 标准件库开发
用VC_开发Pro_E三维标准件库_艾妮

用VC_开发Pro_E三维标准件库_艾妮


要是确定主要设计参数和零部件的初始形状[ 1] 。 这 些通用的初步细化零件模型是系列化的标准零件 , 其所采用的数 学模型及产品的结构都 是固定不变 的 , 但当 前流 行的 三维 CAD 软 件如 P ro / E , Solidwo rks , 都没有提供相应的标准件库 。 在对标准件的 反复提取时需要设计人员重复建模 , 极大地降低了 产品设计的效率 。 因此 , 迫切需要建立满足企业自身 要求的标准件库 。 而从初步细化模型到产品最终模 型 , 一般表现为几何特征不变而零件尺寸改变频繁 , 因而可以在标准库的基础上通过参数设置 , 采用程 序自动完成尺寸修改更新模型的方法 , 设计各类不 同规格的产品 , 从而提高企业的设计效率和质量 。 该 文讨论的方法选择基于 P ro/ Engineer 平台的应用程 序 , 借 助第 3 方 编译环境 ( C 语言 、VC + +等) ,对 P ro/ Engineer 进行二次开发 , 把零件模型的标准库 和自动更新模块加入到 Pro/ E 中 , 实现了零件详细 设计尺寸信息的反馈 。 方便 、 快捷地实现产品设计者 意图 , 完成了产品设计中标准库的自动检索和参数 化自动更新 。
现标准件的参数化建模 。 实现代码如下 : void CMyDialog ∷ OnRegenerate( ) 狖 P roMdl part ; P roModelitem feature ; P roParameter param1 ; P roParamvalue value1 ; P roModelitem feature ; int i ; / / 将 plate . prt 零件调入内存 P roMdlRet rieve ( L "D : proe standard gb9114_2_a . prt" , PRO_MDL_PART , & part) ; / / 获取当前模型标识 ID P roMdlIdGet( part , & i) ; / / 初始化模型 st atus =ProM odelitemInit ( part , i , P RO_PART , & feature) ; if( status == P RO_TK_NO_ERROR) 狖 / / 初始化模型参数 P roParameterInit ( & feature , & param1) ; / / 变量赋值 value1 . type = P RO_PARAM_DOUBLE ; value1 . value . d_val =m_gnum ; / / 初始化模型参数值 P roParameterValueSet( & param1 , & value1) ; / / 再生模型 P roSolidRegenerate ( ( P roSolid )part , PRO_B_ T RUE) ; / / 显示模型 P roMdlDisplay ( part) ; 狚 狚 2. 4 VC ++环境设计和对话框开发技术 对话框是 CAD/ CAM 类应用软件不可缺少的 · 71 ·
基于ProE的三维标准件库的制作(螺钉部分)

基于ProE的三维标准件库的制作(螺钉部分)

第1章绪论 (4)1国内外CAD技术研究动态 (4)1.1国内外CAD技术发展历程 (4)1.2 CAD技术发展趋势 (5)1.3 Pro/Engineer二次开发现状 (6)2研究目的、意义 (7)第2章标准件设计及建库实例 (9)2.1族表基础 (9)2.1.1族表(Family Table)菜单简介 [2] (10)2.1.2 族表（Family Table）实例的操作 (15)2.1.3 创建族表（Family Table）的步骤 (17)2.1.4 创建族表（Family Table）的几个注意点 [5] (18)2.2 零件标准件库的建立 (18)2.2.1 创建通用零件(Generic Part ) (19)2.2.2 修改公称参数的名称 (23)2.2.4 添加族项目 (25)2.2.5 创建新的实例 (27)2.2.6 校检新添加的实例添加实例层 (28)2.2.7 预览生成的子实例 (30)第三章三维标准库在装配中的应用 (31)3.1尾架装配中标准件的调用 (31)第四章结论 (43)论文总结 (43)工作展望 (43)工作感受 (44)致谢 (45)摘要：参数标准化设计作为一种全新的设计方法现在已被工业界广泛采用。

它所具有的高效性、实用性等特点使其成为设计工作的发展方向。

参数化标准化设计应用水平的高低直接决定了企业设计效率与设计质量的高低和企业核心竞争力的强弱。

这是关系到企业长久生存与发展的重大问题。

本文是研究三维标准件库的开发。

标准件包括螺钉、螺栓等。

标准件库的开发是在Pro/ENGINEER基础上，依据它的二次开发工具族表和excel，设计并开发了一套三维标准件库，实现了各种标准件的自动生成，解决了产品设计效率、生产重复劳动、产品开发周期等问题。

实际应用表明，利用本论文开发的系统于各种标准件的建模工作，可提高效率 50％左右。

关键字：设计方法； Pro/Engineer；标准件库；族表；ESTABLISHMENT OF 3D COMMON AND STANDARD PART LIBRARYABSTRACTKey words: Mechanical manufacturing; Standard piece; Pro/Engineer; 3D databases; Family table;第1章绪论1国内外CAD技术研究动态1.1国内外CAD技术发展历程CAD技术起步于50年代后期，60年代，随着计算机软硬件技术的发展，在计算机屏幕上绘图变为可行，CAD技术开始迅速发展。

22-基于ProE和intralink的三维标准件库的建立

22-基于ProE和intralink的三维标准件库的建立

基于Pro/Engineer和INTRALINK的三维标准件库的建立许艳波（北京艾克斯特工业自动化技术有限公司）摘要：本文主要介绍了在Pro/Engineer中使用族表功能建立标准件库的方法，以及使用PTC公司的产品数据管理系统（INTRALINK）对标准件库进行管理。

关键词：标准件；族表；数据管理；Pro/Engineer；INTRALINKCreation of 3D Standard Parts Library In Pro/Engineer And INTRALINK Abstract: This article demonstrates the method how to establish 3D standard parts library using the Family Table function in Pro/Engineer and manage with the PDM system-INTRALINK. 中图分类号：TG123 文献标识码：A引言当今的制造业以新产品研发为首要任务，以提高设计质量和降低生产成本作为提高利润的主要手段。

众所周知，制造业的产品研发过程中，标准件的使用占有很大的比例，为了避免重复的三维建模工作，在企业中可以建立自己的丰富的标准件库供工程师在设计产品过程中使用，该过程是企业三维标准化建立的一个过程，也是设计环节中不可缺少的过程。

由于每个企业都有本企业的标准和设计规范，比如在设计过程中标准件代号、名称等信息的提取。

所以针对不同的企业需要独立开发标准件库。

使用Pro/Engineer进行标准件的开发是其族表强大功能的体现。

通过在族表或Microsoft Excel中编辑相关零件参数可自动生成一系列标准件，大大减少设计的时间，然后通过INTRALINK 对这些数据进行管理，实现对标准件库的维护和更新。

1软件介绍1.1Wildfire3.0介绍Pro/Engineer是美国PTC公司研发的高端三维设计软件，产品以功能强大，操作简单易用，互联互通而成为目前制造业产品研发的主流设计软件。