基于CATIA的快速設計

第29卷第5期新鄉學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)2012年10月Vol. 29 No. 5Journal of Xinxiang University(Natural Science Edition)Oct. 2012基于CATIA的快速設計邱靜，湯峰(安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車(chē)與機械工程系，合肥230051 )摘要: 以制動(dòng)系統中的制動(dòng)踏板為例子，討論了二次開(kāi)發(fā)CATIA的過(guò)程.在CATIA平臺上,運用參數化設計思想，實(shí)現了零件建模、尺寸參數自動(dòng)提取、人機界面定制等功能，完成了基于CATIA的制動(dòng)踏板參數化設計任務(wù).解決了CATIA 工程框圖不符合我國標準的問(wèn)題.關(guān)鍵詞:快速設計; CATIA; 二次開(kāi)發(fā)中圖分類(lèi)號: U463.55文獻標志碼: A文章編號: 1674-3326(2012)05 -0441-03Rapid Design Based on CATIAQIU Jing, TANG Feng(Department of V ehicle and Mechanical Engineering, Anhui Communications V ocational & Technical College,Hefei 230051, China)Abstract: This article takes brake pedal of brake system as an example, explores the secondary development ofCATIA. On CATIA platform, using the idea of parametric design, the functions are realized of parts modeling,automatic extraction of the size parameter, the custom of the human-machine interface and so on. Parametricdesign for brake pedal is accomplished based on CATIA. This article solves the problem which the frame inCATIA drawings do not meet our standards.Key words: rapid design; CATIA; secondary development0引言由于汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展及世界汽車(chē)巨頭加大采購中國零部件力度，中國汽車(chē)零部件企業(yè)面臨著(zhù)前所未有的挑戰和機遇.目前，雖然企業(yè)在設計中大量運用了CAD技術(shù)，但大多使用的是通用CAD系統，不僅設計周期長(cháng)，而且很難-一次性滿(mǎn)足產(chǎn)品設計要求.畫(huà)圖軟件的二次開(kāi)發(fā)更適應顧客的需求，帶給顧客的是一一種量身定做的服務(wù)，可以提高作業(yè)效率，大大增強設計工作的易操作性.快速設計課題是對CATIA的二次開(kāi)發(fā)，目的是實(shí)現汽車(chē)制動(dòng)踏板部件參數化設計的系統功能.在界面內輸人零件的特征尺寸參數，以獲得需要的零件建模及其裝配體與工程圖，還可以對其進(jìn)行運動(dòng)分析，大大提高了汽車(chē)零部件的設計效率，縮短了設計周期，提高了設計質(zhì)量,增強了汽車(chē)制造業(yè)的競爭力.1 CATIA 二次開(kāi)發(fā)方法二次開(kāi)發(fā)CATIA的五種方法: 1)Standard format import/export(標準格式的輸人/輸出); 2)Automation API(使用自動(dòng)化應用接口的宏); 3)Knowledge Ware(智能構件); 4)Interactive User Defined Feature(交互式的用戶(hù)定義特征); 5)CAA V5的C++和Java應用接口"在CATIA的這些開(kāi)放性接口中，1)和 3)只用于簡(jiǎn)單的數據交換，不是真正的二次開(kāi)發(fā)方法，其他三種方法可實(shí)現裝配、造型等操控功能，是_二次開(kāi)發(fā)的主要方法.現在使用最多的方法是2)和5),采用Automation軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，雖然其功能限制很多，但人門(mén)較容易;而CAA C++正好相反，入門(mén)困難，要求的知識層次較高，但它可以實(shí)現的功能強大[41. CAA(組件應用架構)是可以開(kāi)發(fā)、運行于Windows系統和UNIX系統上的應用程序,來(lái)源于通過(guò)達索公司提供的RADE和API實(shí)現的強大開(kāi)放性功能. RADE是快速應用研發(fā)環(huán)境,其開(kāi)發(fā)流程是可視的,有完整的使用工具系統,以Microsoft Visual C++中國煤化工收稿日期: 2012-09-07修回日期: 2012-10-13YHCNMHG作者簡(jiǎn)介:邱靜(1979-), 女，安徽廬江人.講師，碩士,研究方向:數字化設計及現代設計理論. E-mail: 369331631 @qq.com.●442●新鄉學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)為載體，在VC中載人CAA的所有工具; API 應用接口提供操控各對象的方法、工具和接口.2尺寸驅動(dòng)法尺寸驅動(dòng)是把零件尺寸看成變量,通過(guò)改變零件尺寸得到新的圖形.在定義-個(gè)典型零件時(shí)，設計人員只要拓撲結構正確，不必關(guān)注幾何元素的準確位置，標好零件尺寸后，在幾何元素和尺寸間就建立了互動(dòng)聯(lián)系，改變尺寸參數值就得到了結構相同的系列零件族，它給重新生成零件圖形與修改零件尺寸帶來(lái)了極大的方便[3!.在CATIA V5中，采用尺寸驅動(dòng)法快速設計的基本思路是:開(kāi)始設計時(shí)，任選- - 個(gè)常規零件型號尺寸，按照正確的約束關(guān)系構建零件模型;想要生成其他規格零件時(shí)，可直接修改相關(guān)約束關(guān)系和工程關(guān)系信息，發(fā)出改變相關(guān)圖元的變動(dòng)信息，得到需要的零件模型.3實(shí)現快速設計功能.研究制動(dòng)系統的制動(dòng)踏板快速設計步驟，并建立相應的人機交。I互界面，制動(dòng)踏板裝配圖見(jiàn)圖1.3.1系統功 能和總體設計方案系統總體設計方案見(jiàn)圖2,由支撐系統實(shí)現模塊化、尺寸分析、建模、數據庫管理等功能;在應用層中呈現的系統設計流程是在CATIA中的無(wú)縫對接零部件開(kāi)發(fā)子系統，進(jìn)入系統后,選擇圖1制動(dòng)踏板裝配圖參數化模塊;再從模塊進(jìn)人涉及的零件設計界面，即可進(jìn)行參數Fig. 1 Brake pedal assembly drawing化設計;數據存儲提供建模需要的尺寸數據，建模后，可以此尺寸進(jìn)行裝配、工程分析等.根據需要及發(fā)展趨勢，系統選用現在流行的CATIA三維設計軟件,在CAA提供的RADE中,用不同的API接口,實(shí)現CATIA的二次開(kāi)發(fā)目標,設計出簡(jiǎn)單明了、模塊化技術(shù)尺寸分析技術(shù)[建模及裝配技術(shù)易操作的制動(dòng)系統參數化設計界面.采用微軟的SQL配置調用技術(shù)數據庫管理技術(shù)][ 工程圖處理技術(shù).Server2000數據庫，并用ADO方式管理它.模塊化分析尺寸分析[ 零件建模及裝配3.2數據庫訪(fǎng)問(wèn)開(kāi)發(fā)ADO數據庫基本流程如下: 1)初始化COM庫,得.用配置自動(dòng)更新]敷據庫建立及調用JC 工程圖生成配置規則標準件庫到ADO庫定義文件; 2)鏈接Connection對象與數據庫; 3)VisualC*+ 1二CATIA V5 SQL Server2000在2)的基礎.上，讓Connection、Command 對象執行SQL命Windows XP令或讓Recordset對象得出結論，記錄集進(jìn)行搜索和處理; 4)圖2系統總體方案圖完成以上任務(wù)后,斷開(kāi)鏈接,騰出程序占用的COM空間.Fig.2 Overall scheme of the system3.3 嵌入功能模塊以按鈕和菜單的形式把設計系統嵌入CATIA系統中.可分成按鈕嵌入和菜單響應兩個(gè)方面.3.4建立人機交互界面在CATIA的頂層菜單欄中，直接加入“汽車(chē)部件設計”子系統，點(diǎn)擊“汽車(chē)部件設計”進(jìn)入后，出現的“下拉菜單”中有“ 制動(dòng)踏板”條，點(diǎn)擊它即可進(jìn)人制動(dòng)踏板的詳細設計工作界面.其中有各模塊的選擇界面，可繼續選擇不同的零件界面，完成下一步的設計工作任務(wù).在具體的零件參數化界面中，以圖像的形式直觀(guān)地反映各部分尺寸，可自由地輸人新的參數值，同時(shí)，將輸入值存人數據庫.圖3是支撐板的參數化設計界面.圖3支撐板參數化設計界面3.5建模并提取特征尺寸CATIAV5中的參數自動(dòng)獲取功能，能在開(kāi)始畫(huà)草圖時(shí)Fig.3 Parametric design interface of support plate保留前一次輸入的尺寸數據，還能在以后的設計中修改尺寸數據，這是最原始的參數化建模.如何把實(shí)際模型的尺寸變成CATIA中的、用來(lái)控制三維零件模型的特征參數，是中國煤化工的關(guān)鍵.CATIA V5的尺寸約束把構造和尺寸相結合，以尺寸約束控制構MHCN MH G的尺寸，標注既不能少也不能多.邱靜，湯峰:基于CATIA的快速設計443●3.6定義用戶(hù)參 數和尺寸在支撐板中，參數可歸結成六個(gè)特征尺寸，在公式編輯器中逐一-定義參數后，還要在圖形尺寸和參數之間建立一-對應關(guān)系.圖4是定義后的界面圖，由圖4可見(jiàn)，位于左邊的設計樹(shù)增加的“參數”與“關(guān)系”標簽.L723.7提 取并改變參數輸出 新模型.上面的定義工作任務(wù)完成后，可通過(guò)程序從接口獲取上k公式1:零新件幾網(wǎng)體鎮充基小八.圍1小演10ffe=ur這些數據信息,并修改它的參數值,生成新的零件模型.首事制件幾州體\開(kāi)德院5\本圖6痛標1soffe L先，在內存中導人建好的零件模型，按照“根目錄”到“設計特征”再到“參數列表”的次序，獲得零件模型的逐層零時(shí)件幾問(wèn)體:零部件幾何體開(kāi)槽吃4\草圖.5(平徑193\年樓”=D° 12接口.在設計界面中輸人新的參數尺寸數據后，系統會(huì )依圖4支撐板的尺寸參數及關(guān)系據新數值，生成新尺寸的零件模型.ig. 4 Support plate size parameters and relations4標準工程框圖功 能的實(shí)現在應用CATIA工程圖模塊的過(guò)程中,我國設計人員發(fā)現存在標準化的問(wèn)題，它不能繪制符合我國國標的工程圖，只提供符合國際標準(ISO)、日本工業(yè)標準(IS)、美國國家標準(ANSI)等"的模型圖.為了繪出符合我國標準的圖框，我們選用手工繪圖法，生成標題欄和明細欄15)，步驟如下:首先，創(chuàng )建-一個(gè)空白工程圖文件;然后，選擇“編輯”→“頁(yè)背景”命令，進(jìn)入背景圖設計平臺，畫(huà)出符合我國標準的圖框和標題欄.在下一次繪制工程圖時(shí)，就可以引人已有的圖框插入背景視圖.5結束語(yǔ)在基于特征參數化技術(shù)的基礎上，采用面向對象的模塊化編程技術(shù)與數據庫技術(shù),對CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā).基于CATIA三維設計平臺，利用CATIA提供的CAA RADE開(kāi)發(fā)環(huán)境、Visual C++開(kāi)發(fā)工具和SQLServer2000數據庫系統，完成了制動(dòng)踏板的快速建模系統的設計.參考文獻:[1] 何朝良，杜延娜，張超.基于CAA的CATIA二次開(kāi)發(fā)初探[J].自動(dòng)化技術(shù)與應用，2006 (9): 37-40.[2]龍峰，樊留群.CATIAV5二次開(kāi)發(fā)技術(shù)探討[].淮陰工學(xué)院學(xué)報，2005 (5): 21-23.[3] 毛春升.基于CATIA的零件參數化建模技術(shù)研究與系統實(shí)現[D]武漢:武漢理工大學(xué)，2007.[4]董玉德，趙韓.CAD二次開(kāi)發(fā)理論與技術(shù)[M].合肥: 合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2009: 248.[5] 王宗榮，左敦穩，王珉基于CATIA的工程圖圖框、標題欄和明細欄快速生成技術(shù)[D].中國制造業(yè)信息化，2006, 35(21): .58-61.[責任編輯 黃艷芹]中國煤化工MYHCNMH G