第29卷第5期新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)(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(shè)計(jì)邱靜，湯峰(安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車(chē)與機(jī)械工程系，合肥230051 )摘要: 以制動(dòng)系統(tǒng)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(tái)上,運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了零件建模、尺寸參數(shù)自動(dòng)提取、人機(jī)界面定制等功能，完成了基于CATIA的制動(dòng)踏板參數(shù)化設(shè)計(jì)任務(wù).解決了CATIA 工程框圖不符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題.關(guān)鍵詞:快速設(shè)計(jì); CATIA; 二次開(kāi)發(fā)中圖分類(lèi)號(hào): U463.55文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào): 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(gòu)中國(guó)零部件力度，中國(guó)汽車(chē)零部件企業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇.目前，雖然企業(yè)在設(shè)計(jì)中大量運(yùn)用了CAD技術(shù)，但大多使用的是通用CAD系統(tǒng)，不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，而且很難-一次性滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求.畫(huà)圖軟件的二次開(kāi)發(fā)更適應(yīng)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(qiáng)設(shè)計(jì)工作的易操作性.快速設(shè)計(jì)課題是對(duì)CATIA的二次開(kāi)發(fā)，目的是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制動(dòng)踏板部件參數(shù)化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能.在界面內(nèi)輸人零件的特征尺寸參數(shù)，以獲得需要的零件建模及其裝配體與工程圖，還可以對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，大大提高了汽車(chē)零部件的設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量,增強(qiáng)了汽車(chē)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)準(zhǔn)格式的輸人/輸出); 2)Automation API(使用自動(dòng)化應(yīng)用接口的宏); 3)Knowledge Ware(智能構(gòu)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(yīng)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(shù)據(jù)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(xiàn)裝配、造型等操控功能，是_二次開(kāi)發(fā)的主要方法.現(xiàn)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(shí)層次較高，但它可以實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)大[41. CAA(組件應(yīng)用架構(gòu))是可以開(kāi)發(fā)、運(yùn)行于Windows系統(tǒng)和UNIX系統(tǒng)上的應(yīng)用程序,來(lái)源于通過(guò)達(dá)索公司提供的RADE和API實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大開(kāi)放性功能. RADE是快速應(yīng)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(tǒng),以Microsoft Visual C++中國(guó)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(shù)字化設(shè)計(jì)及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論. E-mail: 369331631 @qq.com.●442●新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)為載體，在VC中載人CAA的所有工具; API 應(yīng)用接口提供操控各對(duì)象的方法、工具和接口.2尺寸驅(qū)動(dòng)法尺寸驅(qū)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(shè)計(jì)人員只要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正確，不必關(guān)注幾何元素的準(zhǔn)確位置，標(biāo)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(shù)值就得到了結(jié)構(gòu)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(qū)動(dòng)法快速設(shè)計(jì)的基本思路是:開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，任選- - 個(gè)常規(guī)零件型號(hào)尺寸，按照正確的約束關(guān)系構(gòu)建零件模型;想要生成其他規(guī)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(xiàn)快速設(shè)計(jì)功能.研究制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)踏板快速設(shè)計(jì)步驟，并建立相應(yīng)的人機(jī)交。I互界面，制動(dòng)踏板裝配圖見(jiàn)圖1.3.1系統(tǒng)功 能和總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2,由支撐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模塊化、尺寸分析、建模、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能;在應(yīng)用層中呈現(xiàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程是在CATIA中的無(wú)縫對(duì)接零部件開(kāi)發(fā)子系統(tǒng)，進(jìn)入系統(tǒng)后,選擇圖1制動(dòng)踏板裝配圖參數(shù)化模塊;再?gòu)哪K進(jìn)人涉及的零件設(shè)計(jì)界面，即可進(jìn)行參數(shù)Fig. 1 Brake pedal assembly drawing化設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供建模需要的尺寸數(shù)據(jù)，建模后，可以此尺寸進(jìn)行裝配、工程分析等.根據(jù)需要及發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)選用現(xiàn)在流行的CATIA三維設(shè)計(jì)軟件,在CAA提供的RADE中,用不同的API接口,實(shí)現(xiàn)CATIA的二次開(kāi)發(fā)目標(biāo),設(shè)計(jì)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(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)界面.采用微軟的SQL配置調(diào)用技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)][ 工程圖處理技術(shù).Server2000數(shù)據(jù)庫(kù)，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(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)開(kāi)發(fā)ADO數(shù)據(jù)庫(kù)基本流程如下: 1)初始化COM庫(kù),得.用配置自動(dòng)更新]敷據(jù)庫(kù)建立及調(diào)用JC 工程圖生成配置規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)到ADO庫(kù)定義文件; 2)鏈接Connection對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù); 3)VisualC*+ 1二CATIA V5 SQL Server2000在2)的基礎(chǔ).上，讓Connection、Command 對(duì)象執(zhí)行SQL命Windows XP令或讓Recordset對(duì)象得出結(jié)論，記錄集進(jìn)行搜索和處理; 4)圖2系統(tǒng)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(shè)計(jì)系統(tǒng)嵌入CATIA系統(tǒng)中.可分成按鈕嵌入和菜單響應(yīng)兩個(gè)方面.3.4建立人機(jī)交互界面在CATIA的頂層菜單欄中，直接加入“汽車(chē)部件設(shè)計(jì)”子系統(tǒng)，點(diǎn)擊“汽車(chē)部件設(shè)計(jì)”進(jìn)入后，出現(xiàn)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(xì)設(shè)計(jì)工作界面.其中有各模塊的選擇界面，可繼續(xù)選擇不同的零件界面，完成下一步的設(shè)計(jì)工作任務(wù).在具體的零件參數(shù)化界面中，以圖像的形式直觀地反映各部分尺寸，可自由地輸人新的參數(shù)值，同時(shí)，將輸入值存人數(shù)據(jù)庫(kù).圖3是支撐板的參數(shù)化設(shè)計(jì)界面.圖3支撐板參數(shù)化設(shè)計(jì)界面3.5建模并提取特征尺寸CATIAV5中的參數(shù)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(shù)據(jù)，還能在以后的設(shè)計(jì)中修改尺寸數(shù)據(jù)，這是最原始的參數(shù)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(shù)，是中國(guó)煤化工的關(guān)鍵.CATIA V5的尺寸約束把構(gòu)造和尺寸相結(jié)合，以尺寸約束控制構(gòu)MHCN MH G的尺寸，標(biāo)注既不能少也不能多.邱靜，湯峰:基于CATIA的快速設(shè)計(jì)443●3.6定義用戶(hù)參 數(shù)和尺寸在支撐板中，參數(shù)可歸結(jié)成六個(gè)特征尺寸，在公式編輯器中逐一-定義參數(shù)后，還要在圖形尺寸和參數(shù)之間建立一-對(duì)應(yīng)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(shè)計(jì)樹(shù)增加的“參數(shù)”與“關(guān)系”標(biāo)簽.L723.7提 取并改變參數(shù)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(zhèn)充基小八.圍1小演10ffe=ur這些數(shù)據(jù)信息,并修改它的參數(shù)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(biāo)1soffe L先，在內(nèi)存中導(dǎo)人建好的零件模型，按照“根目錄”到“設(shè)計(jì)特征”再到“參數(shù)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(shè)計(jì)界面中輸人新的參數(shù)尺寸數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會(huì)依圖4支撐板的尺寸參數(shù)及關(guān)系據(jù)新數(shù)值，生成新尺寸的零件模型.ig. 4 Support plate size parameters and relations4標(biāo)準(zhǔn)工程框圖功 能的實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用CATIA工程圖模塊的過(guò)程中,我國(guó)設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)存在標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題，它不能繪制符合我國(guó)國(guó)標(biāo)的工程圖，只提供符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(IS)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ANSI)等"的模型圖.為了繪出符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的圖框，我們選用手工繪圖法，生成標(biāo)題欄和明細(xì)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(shè)計(jì)平臺(tái)，畫(huà)出符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的圖框和標(biāo)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(jié)束語(yǔ)在基于特征參數(shù)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用面向?qū)ο蟮哪K化編程技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā).基于CATIA三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，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(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，完成了制動(dòng)踏板的快速建模系統(tǒng)的設(shè)計(jì).參考文獻(xiàn):[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(yīng)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(bào)，2005 (5): 21-23.[3] 毛春升.基于CATIA的零件參數(shù)化建模技術(shù)研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[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(wěn)，王珉基于CATIA的工程圖圖框、標(biāo)題欄和明細(xì)欄快速生成技術(shù)[D].中國(guó)制造業(yè)信息化，2006, 35(21): .58-61.[責(zé)任編輯 黃艷芹]中國(guó)煤化工MYHCNMH G