UG软件的二次开发

王 喆

(天津机电职业技术学院，天津 300131)

UG软件的二次开发

王 喆

(天津机电职业技术学院，天津 300131)

通过比较UG常用标准件库中的系统结构，对UG/OPEN二次开发程序现存的热点问题进行分析比较，设计出基于UG的汽车钣金设计标准件库相应的二次开发程序。尤其在汽车钣金模具标准件库动态加载模块的设计上，注重了用户体验的构建，使人机交互性更顺畅，在设计师构建曲面等模型时能够“快准全新稳”，系统地完成汽车钣金件三维参数化建模的研发工作，基本实现了企业向时间要效益、设计师靠软件新功能提效率的模式。

二次开发；UG；标准件库

随着科学技术发展的日新月异、先进制造技术的迅猛崛起和移动互联技术的发展，人们已经不仅仅满足于智能手机给生活带来的便捷，在制造业基于UG的计算机辅助制造、逆向工程、CAD/CAM的应用在众多领域发展尤为迅速，几乎达到了普及的程度。特别是在新产品的研发设计上，针对曲面造型，我国也普遍地使用UG软件进行参数化设计。可以说，通过基于大数据构架之下的制造链，不仅能提高设计师的工作效率，同时也能提高资源利用的效率，一个全新的设计模式正在逐渐形成。这就使得设计师必须在明确市场需求、缩短技术准备周期、更快速进行产品研发上下功夫，以保证产品试制、加工、生产、投放市场等方面占有明显的线上优势。

一、UG软件及开发工具的介绍

UG以其强大的曲面造型、实体装配功能、参数化功能征服了市场，还为客户提供了UG/OPEN二次开发功能。

现行的三维设计软件中，使用汽车钣金模具的设计系统都或多或少地存在一些差强人意的地方。例如，一些设计软件功能只突出参数化设计的功能，虽然实现了对于曲面造型的初步创建功能，但产出的模型与实际数据差距较大，不能直接输出应用于大规模的实际生产；还有一些二次开发软件，忽略了一些经验参数值的选取与设定，在建库过程中没有注重设计者的主观能动性，直接使用了系统的默认值，不能根据实际生产进行有效的参数设置，初始值一旦输入，输出值唯一，导致结果唯一，功能单一、通用性差；有极其少数的建模软件，虽然开发了成套使用的汽车钣金模具设计的快捷键，适用于企业在实际生产中的需要，但是开发价格高，投入大，企业对投入与产出比持观望态度。因此，在现行的模具设计过程中，企业中的很多设计人员根据自身需要，为了在特定的要求下完成工作，针对单次重复性高的模具进行设计和曲面造型时，虽然感觉以前做过很多次，但不得不再次设计，导致电脑会重复保存数值不同但类型相同的基础件，这种传统设计手法不仅工作量大，一再重复绘制线与面，而且工作效率低，在高强度绘图过程中还容易出错，使企业浪费了不必要的研发设计成本。

在实际使用中，汽车钣金模具件由于其工件的复杂性，一般工程师都很难精确造型。随着模具逆向工程的广泛应用和虚拟制造技术及快速成型的迅猛崛起，用相应的CAD软件对模具进行参数化造型和三维基体建模设计已成为设计师的迫切需求。

利用UG软件进行二次开发，是目前企业针对自身状况，适应设计师研发而进行的。本文所涉及的部分UG的应用程序或加载的小系统，不仅方便了企业设计师内部使用，而且为其他企业在同类问题上的处理能够有一定的借鉴作用。本文介绍的UG软件二次开发使用UG/OPEN链接的程序，能够帮助设计者解决UG软件针对性设计不强带来的迷茫，而且减少了一些反复绘制不同尺寸的图例。在此次开发过程中，我们对相关企业进行了调研，搜集了部分单位常用标准，在实际使用中得到了企业的广泛认同和好评。

通过此次开发，汽车钣金模具标准件库能够自动加载在UG软件标题栏下方的主菜单上，一次加载次次受用，不仅方便了使用者，加载的快捷键视觉上明了，操作上便捷，绘图使用方便，用户体验反馈良好，而且能够实现与UG主系统的无缝对接，具有良好的人机交互性、可扩充性、可移植性。这种设计模式在汽车冲模标准件库的二次开发得到了充分的运用，并且为其他产品的标准件建库及CAD/CAM系统的二次开发提供了一定参考。

二、二次开发的关键程序

前台采用UG/Open UIStyler对话框，在编写参数化设计程序时使用Visual C++和UG/Open API，生成Dynamic Link Library文件，它能在UG启动时自动运行并加载在主菜单上，形成与UG融合而统一的界面；单击按钮后弹出的对话框和UG自带对话框风格一致，使用者直接调用即可；二次开发设计还针对汽车钣金标准件库的系统结构中存在的风险进行了探讨，提出了适合设计者的程序开发流程，能够完成三维参数化汽车钣金标准件库的设计工作。在创建个性化汽车冲模标准件库的过程中，我们还需要完成如下程序。

(一)个性化库函数的创建与接入

要实现设计师快速绘制常用数据，就需要创建一个库。针对本案例，设计出的汽车钣金模具所用到的UG/Open API程序，能通过编译生成*.dll实现库文件链接。在汽车冲模标准件库通过UG启动安装后，使用UG软件前，库内不包含任何之前设计的标准件，相当于一个“空库”。当设计者设计某一规格的模具时，动态链接会通过菜单查询调用库中所需的标准件，一直没有被使用的标准件在缓存系统中仍然不会存在，这种“轻量化”对软件高速运行有积极的作用。

在汽车冲模标准件库开发的过程中，如何在对话框与菜单之间建立联系，是此次设计程序所需应用程序接口的首要设计内容：

void ufsta(char param．Int retcode．int rlen)

{{

char fail_msg [133]；

UF-get-fail_msg (error_code，fail_msg)；

printf("%s ".fail_msg);}

UF-terminate()；}

return；}

通过以上接口程序我们能够看出，主程序的入口主要通过ufsta()函数进行连接。如若不能连接，软件将会报错，有助于我们进行下一步的可执行操作。

(二)快捷键的链入

此次设计借助UG/OPEN MenuScript能够将整合的功能应用程序引入到UG的标准菜单中，能够一键调入UG/OPEN UIStyler；UG/OPEN API和UG/OPEN GRIP应用程序。在Modeling模块的设计过程中，(1)建立标准零件库；(2)在表达式的对话框中一一对应的建立表达式参数与标准件库可变参数之间的关系；(3)重命名参数表达式标准件的变量名所对应的参数表达式；(4)进入组群，选出相对应的标准件可变参数，列表；(5)在生成的电子表格内输入标准件的零件系列号和它所对应的可变参数值；(6)选择标准件族的下拉列表，保存标准件族，存储表格。

在设计过程中，对设计师要求的功能逐一进行整合。链入快捷菜单，工具条载入只需要完成以下步骤：左键单击工具-自定义-加载-需要选择路径再左键双击 “stamp.die.tbr”即可完成。

entity/obj(10),pt(4 ),cur,xian(10),dian(10),face(2),result(10),$

jin(3),pot(10),mian

number/a,b,c(3),d(3),e(3),f(3),g,h,i(3),j,n(3),l,m, o,p,q,r,s,t,x,y,z,xyz(3)

$$选择三个点生成坐标系。

data/xyz,0,0,50

l10:

gpos/'指定筋位置',x,y,z,resp

jump/l10:,trm:,,resp

obj(2)=point/x,0,0

blank/obj(2) $$自定义与筋垂直的参考线。

xian(1)=line/0,0,0,1000,0,0

blank/xian(1) $$生成参考面。

obj(3)=plane/perpto,xian(1),thru,obj(2)

blank/obj(3)

delete/obj(2),xian(1)

mask/71 $$选择两个相交的曲面或平面。

l70:

ident/'选择水平放置面',face(1),resp

jump/l10:,trm:,,resp

l80:

ident/'选择竖直放置面',face(2),resp

jump/l70:,trm:,,resp $$生成相交曲线1。

obj(4)=intsec/face(1),with,obj(3) $$解组求端点

result(1)=&gent(obj(4),1)

ungrp/obj(4)

dian(1)=point/endof,2,result(1)

n(1..3)=&point(dian(1))

l=n(3)-10

pot(4)=point/n(1),n(2),l $$生成相交曲线2。

obj(5)=intsec/face(2),with,obj(3) $$解组求端点

result(2)=&gent(obj(5),1)

ungrp/obj(5)

dian(2)=point/endof,6,result(2)

delete/result(2) $$dian(2)降低2mm,并重新生成直线。

f(1..3)=&point(dian(2))

g=f(3)-2

h=f(2)+10

pot(1)=point/f(1),f(2),g $$pot(7)是45度面上的点。

p=f(2)-122

q=f(3)-70

pot(7)=point/f(1),p,q $$pot(6)是pot(1)沿长线上的点。

r=f(1)+50

pot(6)=point/r,f(2),g $$pot(7),pot(6),pot(1)三点构面。

mian=plane/pot(7),pot(6),pot(1)

……

r=f(1)+50

pot(6)=point/r,f(2),g

mian=plane/pot(7),pot(6),pot(1) $$pot(7),pot(6),pot(1)三点构面。

pot(2)=point/f(1),h,g

dian(3)=point/endof,5,result(1)

i(1..3)=&point(dian(3))

j=i(2)+10

m=i(3)-10

do/l20:,indx,1,6

&layer(result(indx))=256

jin(1)=solext/result(1..6),height,12.5,axis,1,0,0 $$生成筋

jin(2)=solext/result(1..6),height,12.5,axis,-1,0,0

jin(3)=unite/jin(1),with,jin(2)

jump/l10:

trm:

halt

由此可以看出，在充分考虑设计师设计梯形筋的必要过程的同时，将参数与公式融入其中进行后台计算，就能够快速地实现点、线、面的重构，自行封闭曲面与对应面之间的交接，从而使设计师摆脱了繁杂的试数过程。

(三)梯形筋仿真

1.使用快捷键的方法

2.未使用快捷键的方法

如果没有梯形筋快捷按钮，按照UG软件自己的工具按钮绘制的话，要测量出大概的尺寸分别作长方体，对长方体做倒角，倒角大小通过测量得出，与刀块进行布尔加。设计者需要测量尺寸，反复试制，不能智能的绘制出合适尺寸的刀块筋，加大了绘图中的工作量。如图2所示：

图1 梯形筋快捷键做法示意图

图2 梯形筋做法示意图之比较做法图

通过比较以上两种方法，可以发现，使用快捷按钮，能够充分体现复杂适应性理论，使设计者从繁复的工作中脱离出来，提高了工作效率，使绘图更加智能化，人性化。

三、结束语

汽车钣金模具设计系统的二次开发是分层次分需求的系统工程，此次二次开发设计不仅调研了企业的需求，针对设计师，增大了用户体验的比例，而且设计团队的分工协作能力有了新的提升。作为集成软件平台的UG，更加融合了现代CAD/CAM/CAE设计潮流，此次开发UG/OPEN方面有一定的摸索，但时间仓促，水平有限，只完成了用户体验的主要功能。在其他一些方面存在一些不尽如人意的地方，今后在二次开发程序完善的过程中，需从专业化角度完善Modeling模块，增加其他钣金覆盖件的设计量，使模块标准件库在汽车钣金设计方面更专业，建立起从汽车钣金模具出模到模具设计、工艺流程编制、仿真、加工中心加工的全过程生产制造一体化的计算机辅助设计系统，结合柔性一体化系统，更全面地体现制造业的现代化，走上模具设计的可靠性、连续性和系列化加工生产之路。

在绘图方面，完善汽车钣金标准件库的设计，进一步完成绘制出的三维非渲染模型向二维图纸的自动转化、线性可变尺寸的标注、钣金件有限元分析报告、部件装配的智能化等方面用户需求功能集成化。探索数模点对点信息传输到制造模块数据的稳定性和不同制造系统数据之间转换的一致性。无缝集成输出制造是UG二次开发接下来研究的重点。争取使标准件库工艺参数更全备，更加智能化，为现代装备制造业提供更好的用户体验。

[1]刘吉兆,何将三,邓朝晖.基于 UG 的高精度棱体成形车刀 CAD/CAM 系统[J].中南大学学报(自然科学版),2006,(06).

[2]李原,彭培林,邵毅等. 基于 CATIA 的标准件库设计与实现 [J].计算机辅助设计与图形学学报,2005,(08).

[3]苗振腾.UG齿轮参数化设计的二次开发[J].机械工程与自动化，2013，(03).

[4]吴娜,高军霞,刘志刚.利用 UG 建立三维标准件库的研究[J].科技情报开发与经济,2007, (21).

Re-development of the UG Software

WANG Zhe

(TianjinMachineryandElectricVocationalTechnicalCollege,Tianjin, 300131)

Through the comparison of system architecture of the commonly used UG standard parts library, the paper compares and analyzes the popular issues existed in the re-development of UG/OPEN program, designs a re-developed program according to the standard parts library of automobile sheet metal based on the UG software. Especially on the design of the dynamically loaded module of the standard parts library of automobile sheet metal model, the construction of user experience is paid attention to, making the human-computer interaction more smoothly. When designing modules like curved surface, the designers can make the process less time consuming, accurate, comprehensive, new and stable. The systematic completion of the development of the parameterized 3D automobile sheet metal modeling basically realize the “company asks for profits from time, designers improve the efficiency by the new functions of software” pattern.

re-development; UG; standard parts library

2014-11-01

王喆(1982-)，女，天津市人，天津机电职业技术学院电气系讲师，主要从事工业设计研究。

TG74+ 9

A

1673-582X(2015)04-0097-05