本文探討了借助ProE開發(fā)工程圖紙自動化生成軟件的一些內(nèi)容。

　　一、前言

　　Pro/ENGINEER是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)研制的三維CAD/CAM軟件，TOOLKIT是PTC專門提供的一個二次開發(fā)工具。在TOOLKIT中，PTC向用戶提供了大型的C語言函數(shù)庫，通過調(diào)用這些底層函數(shù)，用戶能方便而又安全地訪問Pro/ENGINEER的數(shù)據(jù)庫及內(nèi)部應(yīng)用程序，進行二次開發(fā)，擴展一些特定功能。

　　作為一種成功的三維CAD/CAM軟件，Pro/ENGINEER已經(jīng)包含了比較高效的出圖模塊，可以適用于任何形狀的零件出圖任務(wù)，但是，對于一些零件較為類似、幾何外形接近的出圖要求來說，將大量的時間花在重復(fù)布置視圖、標(biāo)記尺寸上，是得不償失的。在Pro/ENGINEER已有的出圖模塊基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，則更適合此類情況。

　　目前，在很多設(shè)計部門中所設(shè)計的產(chǎn)品有一定相關(guān)性，這就使得很多設(shè)計過程存在重復(fù)勞動的問題。基于這種原因，在Pro/ENGINEER2000i2基礎(chǔ)上，作者參與開發(fā)了一個較為完整的軸類零件設(shè)計(三維模型)、零件出圖、零件加工(加工刀軌代碼生成)系統(tǒng)，讓一些通用的設(shè)計過程實現(xiàn)自動處理，以減輕設(shè)計人員的工作量(本文僅著重討論其中的零件出圖部分)。對于零件設(shè)計，該系統(tǒng)采用較為簡單的族表方法(即預(yù)先手工構(gòu)建產(chǎn)品模型，把它作為族表的類屬件，然后在族表中定義各個控制參數(shù)來控制模型的形狀大小，并在程序中通過改變各個參數(shù)的值來得到所需要的衍生件)。對于零件出圖部分的程序設(shè)計，就可以十分方便地根據(jù)前面零件設(shè)計中定義的參數(shù)名稱來獲得相應(yīng)的軸類零件形狀及尺寸信息。

　　二、視圖生成方法分析

　　1.圖紙區(qū)域劃分

　　為了避免在圖紙自動生成的過程中產(chǎn)生視圖間干涉、尺寸重疊等現(xiàn)象，可以事先按要求將圖紙劃分出特定區(qū)域。對于結(jié)構(gòu)較為相似、幾何外形不太復(fù)雜的軸類零件，可以將整個圖紙分成主視圖區(qū)、剖面圖區(qū)、表格區(qū)及注釋區(qū)。然后根據(jù)所確定的區(qū)域大小及位置，調(diào)節(jié)視圖比例，生成較為合理的視圖。這樣就可避免圖紙上視圖及尺寸間的位置沖突。

　　2.生成主視圖及剖面圖

　　生成視圖的關(guān)鍵是確定視圖方向以及視圖的比例。對于視圖方向，如果方向選擇錯誤，則無法正確表達零件的形狀。在TOOLKIT提供的生成主視圖(General View)的函數(shù)中，可以通過輸入不同的方向矩陣(Orientation Matrix)來調(diào)整視圖方向。對于視圖比例，選擇恰當(dāng)?shù)谋壤禂?shù)，可以使視圖盡可能表達清楚，又不會造成越界，產(chǎn)生區(qū)域干涉。

　　對于軸類零件，由于特定的外形特征，在生成圖紙時除了主視圖外還需生成各鍵槽處的剖視圖。通過調(diào)用TOOLKIT提供的視圖生成函數(shù)ProDrawingGeneral

　　viewCreate()，可以方便地生成需要的視圖(需要注意：在零件模型設(shè)計階段就確定恰當(dāng)?shù)哪J(rèn)參考平面，這樣可以在出圖階段忽略考慮方向的問題，即方向矩陣可用單位矩陣代替;視圖比例先默認(rèn)為1：1)。在此基礎(chǔ)上，調(diào)用TOOLKIT提供的視圖輪廓提取函數(shù)ProDrawingViewOutlineGet()，計算此視圖的輪廓大小，再根據(jù)事先劃分好的區(qū)域大小，重新設(shè)定視圖比例，自動生成大小合適的視圖。

　　3.視圖生成實例及程序

　　在這個實例中，根據(jù)已生成的軸模型實體(axis.part)，采用C語言編程，調(diào)用TOOLKIT提供的視圖生成及調(diào)整函數(shù)，生成符合要求的圖紙，并在此之上生成視圖。程序如下：

　　ProSolid solid;

　　int sheet;

　　ProMdlCurrentGet(&solid);//獲得內(nèi)存中打開的軸模型

　　ProStringToWstring(wroot, “drawing”);

　　ProObjectwindowCreate(wroot,PRO_DRAWING,&w_id);//打開名為drawing的空視圖窗口

　　ProDrawingCurrentSheetSet(drawing, sheet);//設(shè)置當(dāng)前圖層

　　ProDrawingSolidAdd(drawing, solid);//將獲得的軸模型加入當(dāng)前窗口

　　ProWindowActivate(w_id);//激活當(dāng)前窗口

　　ProDrawingGeneralviewCreate(drawing,solid,sheet,0,pos,scale,matrix,&view); //在當(dāng)前圖層上生成視圖，其中比例大小scale=1.0，方向矩陣matrix為3Χ3單位矩陣

　　ProDrawingViewOutlineGet(drawing,view,outline);//獲得視圖輪廓大小

　　…………….

　　//調(diào)整scale大小

　　ProDrawingViewDelete(drawing,view,1);//刪除不合理的視圖

　　ProDrawingGeneralviewCreate(drawing,solid,sheet,0,pos,scale,matrix,&view);//按照調(diào)整的比例大小scale重新生成視圖

　　ProDwgSheetRegenerate(drawing,sheet);//刷新窗口，重新顯示生成的視圖

　　三、顯示尺寸方法分析

　　在Pro/ENGINEER中，實體模式(part mode)存儲的尺寸和在制圖(drawing)中創(chuàng)立的尺寸是不同的概念，因此要顯示零件的尺寸就有以下兩種方法可以實現(xiàn)。

　　1.在制圖模式中生成新的尺寸

　　在TOOLKIT中提供了尺寸生成函數(shù)ProDrawingDimCreate()，應(yīng)用該函數(shù)可以生成各種尺寸。但是，該函數(shù)要求輸入較多的入口參數(shù)，包括圖紙模型(Drawing)、尺寸基準(zhǔn)(Dimension Attachments)、尺寸類型(ProDimSense)、標(biāo)注文本定位點(Dimension Text Location)等。

　　2.在制圖模式中直接顯示實體模型中存儲的尺寸

　　在TOOLKIT中提供了尺寸顯示函數(shù)ProDimensionShow()，應(yīng)用該函數(shù)可以在制圖模式中有條件地顯示實體模型中存儲的各種尺寸，這也是Pro/ENGINEER制圖模塊中默認(rèn)的顯示模型尺寸的方法。相比較而言，這種顯示尺寸的方法更簡單適用，而且根據(jù)面向加工的設(shè)計思想(DFM)，可以在設(shè)計階段即實體造型階段就考慮到加工，使得實體模型中存儲的尺寸信息滿足加工需求，即滿足在出圖時對尺寸顯示的要求。

　　3.尺寸顯示實例及程序

　　在此實例中，選擇第二種尺寸顯示方法。

　　ProSolid solid;

　　ProSolidDimensionVisit(solid,-1,　　(ProDimensionVisitAction)DimVisitAction01,

　　(ProDimensionFilterAction)DimVisitFilter01,

　　(ProAppData)&p_data);//遍歷實體模型中的各種尺寸

　　ProError DimVisitAction01(ProDimension *dimension,ProError status,data *p_data)

　　//尺寸處理函數(shù)

　　{

　　ProDimensionShow(dimension,p_data->p_view,p_data->p_drawing,NULL);

　　//尺寸顯示

　　ProDrawingDimensionPosGet(p_data->p_drawing,dimension,location);

　　//獲得默認(rèn)標(biāo)注文本位置

　　ProDrawingDimension Move(p_data->p_drawing,dimension,location_new);

　　//移動標(biāo)注文本到指定位置

　　}

　　ProError DimVisitFilter01(ProDimension *dimension)//尺寸遍歷過濾函數(shù)

　　{

　　status = ………….;

　　//設(shè)置不同的過濾條件，使得不同類型的尺寸可以對應(yīng)不同的處理函數(shù)

　　return (status);

　　}

　　四、注釋生成實例與程序

　　在TOOLKIT中，注釋是以文本行(Note Line)為最小的存儲單元的，不同的文本行組成一個注釋塊(Note Data)，對于這些注釋塊，調(diào)用函數(shù)ProDtlnoteCreate()就可以生成注釋，并在圖紙的任何位置處顯示出來。對于顯示的字符可以通過設(shè)置不同的參數(shù)來改變它的顏色，字體以及傾斜度。實例中，通過調(diào)用用戶自定義的注釋生成函數(shù)UsrNoteCreate()，在圖紙上生成軸的技術(shù)要求等信息。具體函數(shù)如下：

　　UsrNoteCreate()

　　{

　　ProDtlnote note;

　　ProDtlnotetextHeightSet(text, height);

　　ProDtlnotetextWidthSet(text, -1.0);

　　ProDtlnotetextSlantSet(text, 0.0); //設(shè)置注釋字體的高、寬、傾斜度

　　ProDtlnotetextThicknessSet(text, 0.0);//設(shè)置字體粗細(xì)

　　ProStringToWstring(font, 襢ont ;

　　ProDtlnotetextFontSet(text, font); //設(shè)置字體類型

　　ProStringToWstring(wstr, note_text); //note_text中存儲需要顯示的字符串

　　ProDtlnotetextStringSet(text, wstr);

　　ProDtlnotelineAlloc(&line);

　　ProDtlnotelineTextAdd(line, text); //為文本行分配存儲空間

　　ProDtlnotedataAlloc(drawing, &ndata);

　　ProDtlnotedataLineAdd(ndata, line);//為⑹頭峙淇占洌?⒓尤胛謀拘 　 ProDtlnotedataAngleSet(ndata, angle) ;

　　ProDtlattachAlloc(PRO_DTLATTACHTYPE_FREE,NULL, pos_note, NULL, &attach);

　　ProDtlnotedataAttachmentSet(ndata, attach);

　　ProDtlattachAlloc(PRO_DTLATTACHTYPE_PARAMETRIC, NULL, NULL, surf_sel,

　　&leader);

　　ProDtlnotedataLeaderAdd(ndata, leader);

　　ProDtlnoteCreate(drawing, NULL, ndata, ¬e);

　　ProDtlnoteShow(¬e);//最終生成注釋，并顯示其中的字符串

　　ProDtlnotedataFree(ndata);//釋放前面所分配的內(nèi)存空間

　　Return();

　　}

　　五、其他特殊符號的生成方法

　　TOOLKIT提供了最基本的二維圖形生成函數(shù)ProDtlentityCreate()，它的生成方法和文本注釋的生成方法類似。通過調(diào)用圓弧初始化函數(shù)ProArcdataInit()或者直線初始化函數(shù)ProLinedataInit()，可以很容易地畫出直線或者圓弧曲線。以圓弧生成為例，程序如下：

　　UsrCircleentityCreate()

　　{

　　ProVector start_pos,end_pos;

　　double start_angle, end_angle,start_angle ,end_angle ;

　　ProDtlentitydataAlloc(drawing, &edata);//分配圖元存儲空間

　　ProCurvedataAlloc(&curve); //分配圓弧存儲空間

　　ProArcdataInit(start_pos,end_pos,center,start_angle,end_angle,radius,curve);// 圓弧的初始化：設(shè)置起點，終點，起始角度，中止角度以及半徑

　　ProDtlentitydataCurveSet(edata, curve);

　　entity_color.method = PRO_COLOR_METHOD_TYPE;

　　entity_color.value.type = color;

　　ProDtlentitydataColorSet(edata, &entity_color);//設(shè)置圓弧的線型顏色

　　ProDtlentityCreate(drawing, NULL, edata, entity);//生成圓弧

　　ProDtlentitydataFree(edata);//釋放內(nèi)存空間

　　return ();

　　}

　　借助于以上圖形生成函數(shù)，可以生成一些特殊符號或者簡單的剖面圖形。在實例中，應(yīng)用這種方法來實現(xiàn)粗糙度、同軸度及平行度等的標(biāo)注。

　　六、程序運行

　　在Pro/ENGINEER環(huán)境中要運行用戶自己的應(yīng)用程序(可執(zhí)行exe文件或動態(tài)鏈接庫dll文件)，必須在Pro/ENGINEER中對該程序進行注冊。在Pro/ENGINEER安裝目錄下的toolkit子目錄中有個Protk.dat文件，這就是一個標(biāo)準(zhǔn)的注冊文件，用戶只需按照實際情況簡單更改就可以生成自己的注冊文件。

　　程序如下：

　　NAME　　 drawing_application　　//應(yīng)用程序名稱

　　EXEC_FILE　./$PRO_MACHINE_TYPE/obj/drawing_application.exe //用戶編寫的可執(zhí)行程序

　　TEXT_DIR　 ./protk_appls/pt_install_test/text //

　　STARTUP　　exe

　　REVISION　 18

　　END

　　有了注冊文件之后，可在Pro/ENGINEER的AuxiliaryApplication對話框中加載該注冊文件，以運行指定的應(yīng)用程序，也可以將該注冊文件放到Pro/ENGINEER的啟動目錄中，這樣每次運行Pro/ENGINEER，都會自動加載這個文件，并運行指定的應(yīng)用程序。

　　七、結(jié)束語

　　本文詳細(xì)討論了基于Pro/ENGINEER平臺的零件工程圖紙生成軟件中零件視圖、尺寸、注釋等的自動生成方法，并通過編寫C語言程序調(diào)用二次開發(fā)工具TOOLKIT提供的相關(guān)函數(shù)，具體實現(xiàn)了Pro/ENGINEER平臺上軸類零件工程圖紙的自動生成，從而改變了傳統(tǒng)的人工出圖方式，極大提高了設(shè)計人員的工作效率。