栅栏产品三维参数化设计软件开发研究*

浦 东，曹苏群， 左晓明，严峰杰

(1. 淮阴工学院机械与材料工程学院，江苏淮安223003；2.江苏阳光新格栅栏科技有限公司，江苏淮安223400)



栅栏产品三维参数化设计软件开发研究*

浦 东1，曹苏群1， 左晓明1，严峰杰2

(1. 淮阴工学院机械与材料工程学院，江苏淮安223003；2.江苏阳光新格栅栏科技有限公司，江苏淮安223400)

以某栅栏生产企业生产的产品为研究对象，提出了一种基于Pro/E的栅栏产品三维参数化设计方法，利用VC++作为基本开发工具，开发了包括草坪栅栏、楼梯栅栏等多种栅栏产品三维参数化设计系统。该软件系统采用面向用户的开发思想，具有界面简洁、操作方便的特点。此软件系统的应用将大幅缩短栅栏生产企业的产品设计周期，达到快速响应的目标。

栅栏 三维 参数化设计 软件开发 VC++

0 引言

栅栏是我们生活中经常看到的物品，小到阳台、楼梯，大到公园、酒店、游乐场都有各式各样的栅栏，有的是为了保护安全，比如阳台的栅栏，动物园的铁栅栏；有的是为了装饰，比如酒店的铁艺栅栏，公园的草坪栅栏。总之，栅栏的分类五花八门，数不胜数。因此，对于栅栏生产企业来说，如何将这么多种类的产品，直观地展示给潜在客户，是一个目前面临的很现实的问题。

为了解决这个问题，我们研究一种能快速高效地建立模型的方式，即三维参数化设计。为此本文介绍了一种以VC++为开发基础，以Pro Toolkit与Visual Studio 2005为开发平台，构建基于Pro/E的栅栏产品三维参数化设计软件系统。

1 栅栏参数化模型设计

参数化设计过程实际上是利用新数据替代原数据，驱动参数化模型库中的原有模型或程序，进行模型重构的过程[1]。

图1 草坪栅栏三维模型

以草坪栅栏为例，三维模型如图1所示，其参数接口与尺寸关联设置方法为：

1)参数输入。在模型图界面，点击【工具】→【参数】，点击【+】，将栅栏的相关参数依次输入：大立柱边长A、大立柱高H、大柱间距L、横杆宽A_1、横杆厚B_1、小柱宽A_2、小柱厚B_2、小柱数量N。在整体设计好后，其参数值可以根据实际情况进行修改，修改完成后通过【再生】即可得到实际情况下所需的模型[2]。

2)关系建立。点击【工具】→【关系】，此时出现了关系对话框，单击模型任意处，模型由灰色变成黄色，各处尺寸以D1、D2的形式被标注出来，选择需要定义的尺寸后单击，该尺寸会自动进入对话框内，输入相关尺寸的关联公式。

2 UI界面开发

2.1 开发平台的选取

本系统设计开发所运用的软件主要是Pro/E和Visual Studio 2005两款软件。Pro/E软件是美国参数技术公司(PTC)于1988年首创的参数化设计三维CAD/CAM软件包，是一套由设计至生产的机械自动化软件，是目前国际上最流行的“全参数化、全相关”的三维设计软件之一[3]。Pro/E在提供强大的设计、分析、制造功能的同时，也为用户提供了多种二次开发的工具，在本系统中选用的则是基于C语言的Pro Toolkit。Visual Studio 2005则是为了辅助Pro Toolkit完成本系统的开发，因为其具有自动提供二次开发基础文件和自动报错的功能，将会大大减少设计者的工作强度。

2.2 制作自定义菜单

图2 栅栏参数化设计菜单界面

通过Visual Studio 2005新建工程，可以得到一个二次开发所需要的基本框架。在生成的工程文件中，新建一个文本文件，编辑菜单代码，在将设计完成的系统加载到Pro/E中后，新建的用户菜单与其他菜单条一样，以windows风格的菜单形式插入到Pro/E中去[4]，如图2所示。

2.3 制作UI对话框

在进行UI对话框的设计时，首先要将驱动程序模板文件复制到工作目录[5]。打开resource，新建记事本，命名为“zhalan.res”。根据我们设计的系统需要进行对话框的设计，确定各组件的位置和数量。如果对话框内包含有图片，必须将图片复制到resource文件夹内，UI对话框设计如图3和图4所示。

3 驱动程序的编写

驱动程序的编写，本质上就是获取UI对话框中输入的参数值，将其传递到参数化模型并驱动模型再生，从而生成相应的三维模型。

以草坪栅栏模型驱动程序为例。

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);

}

从上述代码中可以看到，主要按照“载入模型(括号内为模型保存的地址)→将对话框内的参数赋值给模型→模型按照被赋值的参数进行变化→草坪栅栏零件再生→零件重绘→对话框关闭”完成模型驱动。

4 总结

本文以参数化思想为基础，以Pro/E为开发平台，VC++为开发工具，实现了栅栏产品的快速设计。本设计所完成的栅栏参数化设计系统，具有使用简单、数据清晰、架构明了的特点，并实际应用到某公司的栅栏设计工作中，提高了公司产品设计效率，满足了公司投标中产品展示需求，具有强大的实用性和针对性。

[1] 白传武.门式起重机参数化设计系统的研究与实现[J].机电技术,2014 (4):53-57.

[2] 徐年富.基于Pro/E的行星减速器太阳轮的三维参数化设计[J].煤矿机械,2012, 33(1):244-246.

[3] 陈建军.基于VC++的摩擦同步离合器三维参数化设计及仿真集成系统[J].机械设计与研究,2016, 32(2):93-96.

[4] 王素艳.基于Solidworks的机床夹具标准件三维参数化设计[J].机电产品开发与创新,2014, 27(3):171-173.

[5] 李戬，王宗彦，秦慧斌.桥式起重机小车架三维参数化设计与研究[J].煤矿机械,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

国家自然科学基金青年基金(51505170)，江苏省高校自然科学重大基础研究项目资助(11KJA460001)，淮安市科技成果转化专项资金计划项目(项目名称：微型电感器件自动化生产装备研发及产业化)，校企合作横向项目(项目名称：组装式耐腐蚀栅栏系列产品研究与开发)。

浦东(1993-)，男， 就读淮阴工学院机械设计制造及其自动化专业，研究方向：计算机辅助设计。

曹苏群(1976-)，男，博士，教授，研究方向：模式识别与软件工程。

2016-06-24