基于Creo二次开发的侧墙零件参数化设计应用

基于Creo二次开发的侧墙零件参数化设计应用
作者：宫洪磊张绍东郭玉亮母印亨朱东伟
来源：《中国新技术新产品》2016年第14期
摘要：本文针对Creo二次开发的参数化设计原理进行了研究，论述了利用三维模型与程序控制相结合的开展Creo参数化设计的方法。

详细介绍了侧墙零件的参数化设计方法包括：侧墙的建模实施参数化定义、参数关系添加、快速生成工程图、数据后台配置并利用VC++编程软件开发人机界面。

最后利用Oracle数据库对侧墙零件模型进行管理。

关键词：参数化设计；VC++；Creo；侧墙；二次开发
中图分类号：TP391 文献标识码：A
0. 引言
企业产品大多数是定型的，具有系列化、通用化或标准化的特点，多数新产品的开发只需对很少一部分零部件进行全新设计，绝大部分零件都可重新使用。

铁路车辆设计现状也是如此，许多新型车辆都是基于固有产品通过变形设计完成的。

侧墙是铁路车辆中必不可少的组成部分。

随着中国铁路事业的快速发展，很多轨道车辆项目同时进行，这些项目不仅要求侧墙设计规范并且要快速出图，但是每次进行设计只有部分变化的侧墙要对整套的物料号及图纸都要进行更换，这样不仅造成大量的更改工作量，并影响整个项目的生产开始时间，所以开发规范化、标准化、快速化的侧墙设计工具显得尤为必要。

1. Creo参数化设计开发方案
Creo软件功能强大、内容丰富的CAD/CAM集成软件，很适合应用于Top-Down结构的设计流程。

它以其强大的三维处理功能、参数化设计、特征建模以及单一数据库等特点而被广泛地应用于制造业的各个领域。

采用Creo参数化设计可以规范侧墙建模过程，避免人为错误，实现协同设计，优化人力资源，提高侧墙零件的设计速度，发挥设计工程师的能动性，推动铁路事业快速发展。

1.1 Creo二次开发方案
Creo为用户提供了强大的二次开发包Pro/Toolkit，Pro/Toolkit封装了大量Creo底层API 函数，可供用户定制开发内嵌于Creo中的各种应用程序。

MFC工具是Visual C++封装的类库，为用户提供强大的基于Windows的对话框设计资源，在界面设计上拥有得天独厚的优势。

Creo具有两种开发模式：同步模式与异步模式。

同步模式即应用程序必须在Creo启动的情况下才能运行；异步模式即应用程序可以脱离Creo环境独立运行。

在目前情况下，设计人员不仅使用程序开发工具同时使用Creo软件本身强大功能设计，因此侧墙参数化设计采用同步模式。

1.2 参数化设计方案
Creo参数化设计是采用三维模型与程序控制相结合的方法。

三维模型不由程序创建，而利用交互方式生成。

交互方式集成了人机界面、数据库访问程序、参数驱动程序。

人机界面用于设计参数输入输出显示以及对话框下对应程序模块的总控；数据库访问程序用于数据的读取、保存与维护以及为参数驱动程序准备设计参数；参数驱动程序用于将准备好的设计参数传递给三维参数化设计模板，并驱动设计模板再生，得到新的侧墙零件模型。

交互方式将采用Vc++、Pro/Toolkit和Pro/Program联合开发的方法。

2. 侧墙零件参数化设计实施
侧墙零件参数化的整个基础数据需要提供的内容包括：三维模型、二维工程图、后台配置文件。

2.1 侧墙零件建模实施
侧墙零件包括侧墙立柱、侧墙纵梁、M型梁、侧墙板、窗角补强板、管卡等。

它们需要具有满足其参数化变形需求的建模方式。

为了更好地理解基础数据建立过程，下面将以管卡为例详细介绍建模过程。

根据图纸及实际使用情况确定模型固定尺寸、变动尺寸及变化规律，确定参数化建模方式方法。

根据公称直径分为4个系列，每个系列中“外径”、“D”、“A”、“B”项目数值不变；4种类型d和h都不变；参数l需要经常变动；
同时根据模型特点，选择拉伸的方式进行建模，将D、d、h、l、A、B六项确定为驱动参数。

为了后期添加关系便利，在建模草绘时需要依据图纸标注出尺寸。

2.2 侧墙零件参数定义
根据3.1中分析结果，建立参数，设置参数数值并添加文字说明。

参数中不区分大小写，对于同一字母出现两侧情况，小写字母用双重大写代替，如“d”用“DD”代替；对于系统保留参数，用其他参数代替。

2.3 侧墙零件关系添加
根据3.2中添加的参数和模型的尺寸建立关系。

选择“工具”—“参数”选项，点击屏幕中需要添加关系的特征即可出现草绘时所标注的尺寸。

点击模型中显示的尺寸即可将其添加到关系式对话框中，如本实例选择“d23”，之后手动输入添加式子“=D”即完成对“d23”关系的添加。

参照相同方法添加其余尺寸的关系，对于本实例模型，添加关系如下所示：
2.4 工程图快速生成
工程图是三维模型在车间中指导生产的表达形式，为了实现侧墙零件的快速出图，同样将侧墙零件的工程图制作成样板。

设计人员在设计完三维模型后，可立即生成工程图不需再次绘制工程图。

在工程图界面中，添加必要的视图，并且添加其他详细信息，如放大图、剖视图、尺寸、注释、粗糙度、技术要求等。

2.5 后台配置
为了实现以上的侧墙零件参数化设计，需要在后台对三维模型、工程图、参数化数据进行配置。

采用“.txt”记事本文件，保存为“.ini”格式。

以侧墙零件中管卡为实例的编辑代码如下：
[管卡DN15]
Remark_list=圆直径，圆心底边距（可修改），内折角半径，板厚，圆孔直径，孔间距，底座长度，材料；
其中
2.6 人机界面开发
人机界面的开发目的是为了方便用户的使用，需要对侧墙零件设计开发流程进行梳理规范，并根据实际需求，开发出友好的人机界面，将侧墙零件设计知识、经验以及最优的设计流程进行固化，最终形成一个交互式的侧墙零件参数化设计系统。

操作界面如图1所示。

3. 模型数据管理
为了实现PLM系统对模型数据进行管理，需要将参数化设计的侧墙模型后台数据导入到PLM系统，采用Oracle数据库对模型数据进行管理，同时应用相应的后台程序对模型文件进行下载。

过程如下：
（1）获取PLM系统电子仓库中车型对应的模型文件存储路径，同时在Oracle数据库中调取模型对应的参数数据。

（2）下载模型文件到本地工作目录并备份后供程序调用，同时将模型的参数显示在界面上。

结语
本文介绍了基于Creo二次开发的侧墙参数化设计方法。

通过使用Pro/Toolkit及VC++开发平台，成功实现了侧墙零件参数化快速设计。

利用参数化设计程序来控制侧墙的模型生成，并快速生成工程图，开发出基于Creo的交互式人机操作界面，利用Oracle数据库对侧墙零件进行管理。

本文中介绍的方法提高了设计效率，规范设计流程，为铁路发展事业提供更好的技术支撑。

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