Pro/E二次开发在液压集成块设计中的应用*

辛运胜,王亚新,姚平喜

(1.太原理工大学 机械工程学院，太原 030024；2.太原矿山机器集团有限公司,太原 030032)

Pro/E二次开发在液压集成块设计中的应用*

辛运胜1,王亚新2,姚平喜1

(1.太原理工大学 机械工程学院，太原 030024；2.太原矿山机器集团有限公司,太原 030032)

在液压集成块的设计中，应用Pro/E二次开发技术，建立了安装板的参数化模型，通过ACCESS数据库对其尺寸信息实现录入和存储。利用尺寸联动机制设置约束条件，确定基准点的位置，生成标准安装板模型。依据安装板上的孔和阀孔对应关系，实现液压阀的准确摆放与对应油孔及安装孔的一次生成。简化整个设计过程，提高了设计效率，最终实现液压集成块系统的准确设计。

液压集成块;参数化设计;二次开发; ACCESS数据库

0 引言

自上世纪80年代起，液压集成块[1]就因其典型性和复杂性，吸引了国内外众多研发机构和学者的研究兴趣，但长久以来在原理图绘制、孔道校核等方面缺乏专业、直观的评判标准。随着CAD技术的不断发展，将三维设计作为基本手段对液压集成块进行再设计，就能够更好地建立液压集成块的参数化系统，弥补在液压集成块设计中的缺陷，提高设计效率和质量[2]。

利用对三维参数化软件Pro/E的二次开发，有助于将液压集成块错综复杂的孔道设计趋于标准化、系列化。通过尺寸驱动生成三维参数化模型等功能模块，解决液压集成块中液压阀的精确定位，可以直观、可靠的传递出整个液压集成块的设计过程，在实际生产运用中帮助设计师完成液压集成块的精确快速设计。

1 液压集成块设计技术路线

参数化设计是三维实体软件应用的核心技术。所谓参数化设计即是根据产品的结构形式和国家标准来确定需要参数化的尺寸，尺寸间也需要设置一些约束条件，这些参数决定产品某一结构形式下的模型。作为产品建模的一个重要手段，它以约束条件来控制产品模型的特征, 以一组参数来控制设计结果,从而能通过更改设计参数来实现模型的再生和创建。因此，在系列化产品设计中得到广泛的应用。

液压集成块上可安装不同厂家的不同规格的各种液压阀，这些阀的外型可以有差别，但其油口以及连接尺寸都是标准化，系列化的。因此，液压集成块上与液压阀对应的油口及安装螺纹孔也是标准化和系列化的[3]。系列产品的结构相似度很高，这为实现其参数化提供了条件[4]。参数化系统开发主要对零件的设计参数进行编程，实现设计参数的检索、修改，最后调用数据库里面用户定义的参数值来生成新的三维模型的功能。液压集成块的参数化设计系统是先通过参数化软件Pro/E创建三维模型，并且设置内部的拓扑关系，同时，通过关系来进行尺寸间的约束来确定模型中的主参数，生成UDF文件。最后用程序调用模型并在程序中实现交互设计，生成可执行的应用程序。其设计流程如图1所示。

图1 设计流程

2 Pro/E二次开发与ACCESS应用

Pro/E具有基于特征、全相关性、实体造型、参数化及数据可重用等特点，还具有强大的设计、分析、制造功能[5]。借助软件内部的二次开发模块可以实现自定义设计功能。本系统用UDF和Pro/Toolkit作为开发工具进行液压集成块安装板系统设计。

2.1 二次开发工具

UDF工具可以将现有的特征融合在一起，这些特征以*.gph文件保存，作为一个整体特征使用。根据产品的特点，可以快速准确的生成某一特定特征的三维模型。

Pro/Toolkit是Pro/E提供的功能最强大的应用程序接口(API)[6]。用户可以调用其内部封装的所有的函数，借助VC++编程工具生成的可执行的应用程序，实现与Pro/E的无缝连接[7]。从而实现用户想要的设计功能。

2.2 ACCESS应用

用ACCESS存储系列产品模型的尺寸信息，减少UDF模型制作数量。在UDF文件中包含了特征中的所有约束关系和尺寸信息，这些尺寸信息分为定位尺寸和形状尺寸。虽然每一种安装板的形状尺寸固定不变，但是同一系类的安装板形状也有细微的差别。将尺寸存储起来就能生成对应的模型，在系统的设计过程中，只要在ACCESS中添加或删除特征尺寸信息就能实现系统内部模型库的编辑。

3.集成块设计过程

3.1 绘制标准的液压集成块安装孔

液压集成块的设计主要是孔道和安装孔的设计[8]。安装板和阀是一一对应的。因此，集成块的设计主要是孔的安装位置和孔的类型的设计。通过Pro/E内部的关系的约束来驱动每个孔的位置。具体过程如下。

1)对照标准安装板尺寸和参数约束关系绘制安装孔，选中特征并进行编辑修改尺寸特征的属性，将其名字改为自定义的名字。

2)按照标准安装孔的约束信息，螺纹孔的尺寸特征是相同的，因此，通过尺寸联动机制可知，确定一个孔的信息即可确定所有螺纹孔形状尺寸。最后在Pro/E内部的关系选项中进行尺寸之间的关系设定。如图2所示。

图2 尺寸关系约束

3)同样的设置各个油孔的尺寸属性，以一个点作为整个安装板的定位尺寸，其他的所有的孔定位都是通过与点的相对位置进行参照的。因此，确定一个点的位置便可以生成整个标准的安装孔。拓扑关系如图3所示。

图3 拓扑关系

3.2 制作用户定义特征文件

点击“工具”菜单下的“UDF库”来制作gph格式的文件。设置UDF的参考并通过参考提示来指引用户选择相应的参照[9]。本实例中的参照是一个放置安装孔的平面，还有三个位置参照的平面。每一个参照都对应着相关的提示信息，让用户做出正确的参照选择。同时，将内部的尺寸设置成可变尺寸，这样就能通过函数调用这些可变参数，实现将ACCESS数据库中参数赋值给模型中的参数。内部选项还可以对UDF的基本属性进行设置等。如图4所示。

图4 UDF模型创建

3.3 VC++2005中编程生成应用程序

在VC++2005中调用pro/Toolkit内部封装的函数，实现用户定义特征的相关的功能。同时，通过添加VC++内部的相关控件来制作系统的人机界面，最后生成可执行的应用程序，为整个集成块的设计带来方便。其中UDF核心代码如下所示。

error = ProSelect("surface", 1, NULL, NULL, NULL, NULL, &m_sel, &n_sel); // 选择面

ProSelectionCopy(m_sel[0], &m_sel);

ProUdfreferenceAlloc(L"place_surface", m_sel, PRO_B_FALSE, &udf_ref);

ProUdfdataReferenceAdd(udf_data, udf_ref);

// 设置udf的参考

error = ProUdfvardimAlloc(L"xdian", m_1,

PROUDFVARTYPE_DIM, &udf_dim);

error = ProUdfdataUdfvardimAdd(udf_data, udf_dim);

// 设置udf的尺寸数据

error = ProUdfCreate((ProSolid)mdl_curr, udf_data, NULL, NULL, 0, &udf); // 创建udf

ProWindowRepaint (PRO_VALUE_UNUSED);

// 刷新窗口显示

3.4 Pro/E中程序的运行和结束

点击“工具”下的“辅助应用程序”找到先前编辑好的DAT文件，点击“启动”按钮。应用程序开始运行在系统菜单中生成一个“液压集成块设计”的菜单。这个菜单就是集成块的设计入口。如图5所示。

图5 应用程序的启动与停止

3.5 人机界面展示

点击“液压集成块设计”调出整个的设计界面，选择想要的类型的安装孔，输入基准点的位置尺寸，所有储存在ACCESS中的尺寸信息被调出，并显示在各个编辑控件上，根据先前设计提示进行相关的参照选择，整个安装板上的标准孔将会自动摆放到集成块上。如图6所示。

图6 集成块设计的人机界面

3.6 设计结果输出

安装好了想要的安装板后，可以进行安装板的位置的调节以及油路孔的深度的调整，阀的摆放与安装板一一对应，设计时只需要将最初的点位置变化，整个安装孔和阀自动变换位置，实现特征联动，方便液压集成块的设计，最终得到符合设计功能液压集成块。其最终结果如图7所示。

图7 集成块设计结果

4 结论

通过Pro/E二次开发设计生成液压安装板的标准件，通过一个点的定位就能准确生成安装板的三维模型，移动点的位置可以实现安装板的整体位移。同时，通过增减ACCESS存储的尺寸信息，实现模型尺寸和数目的增减，避免安装板的重复制作。在液压集成块的设计中，为设计师节省大量的时间和精力，提高设计效率和精度。

[1]高卫国,徐燕申,牛文铁.面向设计的液压阀库建模方法及应用研究[J].组合机床自动化加工技术, 2005(2):22-24.

[2]杨萍,陈晓东.基于Pro/E平台标准零件库的二次开发[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2005(6):100-103.

[3] 刘万辉,田树军,贾春强,等.液压集成块CAD/CAM系统的研究与开发[J].辽宁工程技术大学学报, 2008(4):587-590.

[4]程俊峰,沈精虎.基于Pro/E二次开发的零件参数化设计[J].现代制造工程,2008(2):77-79.

[5]Parametric Technology Corporation. Pro/E Wildfire 4.0 Pro/TOOLKIT User’s Guide June 2009 [M].USA:PTC,2009.

[6]缪燕平,何柏林.Pro/TOOLKIT 对Pro/E二次开发参数化设计系统研究[J].机械设计与制造, 2008(9):185-187.

[7]吴循箴,汤国兴,张柏清,等.基于阀件装配的液压集成块CAD软件开发[J].机床与液压 2006(10):189-191.

[8]Rinkinen J.A., Rahkonen E., Luomanranta M., et al., HYBLO-CAD/CAM -Interactive program package for hydraulic cartridge valve blocks, International Conference on Fluid Power, Tampere, Finland, 1987: 111-128.

[9] Gao, W.G., Niu, W.T., Zhang, D.W.. Dynamic flow path feature based hydraulic manifold block design[J]. Materials Science Forum, 2009, 628-629: 275-280.

(编辑 赵蓉)

Application of Pro/E Advanced Development in Hydraulic Manifold Block Design

XIN Yun-sheng1,WANG Ya-xin2,YAO Ping-xi1

(1.College of Mechanical Engineering,Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024,China；2. Taiyuan Mining Machinery Group Co., Ltd.,Taiyuan 030032,China)

Advanced development technology of the Pro/E is applied in the design of the hydraulic manifold block. Parametric model of hydraulic mounting board are Established, thus achieving their size information input and storage through the ACCESS database. Constraints can be set according to Size linkage mechanism. While ascertaining the position of reference point, a standard hydraulic mounting board model will be generated. Based on the congruent relationship of mounting hole and the valve port, hydraulic valve can be accurately placed, and the oil hole and mounting hole can be generated once. The hydraulic manifold block can be designed accurately because the whole design process has been simplified and design efficiency has been improved.

hydraulic integrated block;parametric design;advanced development;ACCESS database

1001-2265(2014)06-0028-03

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.06.008

2013-09-12；

2013-10-14

山西省研究生优秀创新项目(20123033)；山西省煤矿装备研究生教育创新中心(TK2011-010)

辛运胜(1987—)，男，黑龙江讷河人太原理工大学硕士研究生，主要研究方向为液压技术、CAD/CAM技术，(E-mail)120181624@qq.com；通讯作者：姚平喜(1963—)，男，山西蒲县人，太原理工大学教授，博士，主要研究方向为CAD/CAM技术、机电系统设计理论、液压系统节能等方面，(E-mail)yaopx0872@163.com。

TH137；TG65

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