CREO二次開發(fā)-液壓缸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)說明書.doc

目 錄摘 要IIAbstractIII1 緒 論11.1研究對象11.2行業(yè)分析21.3技術(shù)支持22 Creo二次開發(fā)技術(shù)分析42.1 Creo的發(fā)展歷程及應(yīng)用42.2 Creo在實際使用中的問題42.3 Creo二次開發(fā)的特點52.4 creo二次開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)52.5 二次開發(fā)的使用工具及手段63 液壓缸設(shè)計83.1 液壓缸的特點83.2 液壓缸的一般組成部分83.3 液壓缸設(shè)計和參數(shù)化93.4液壓缸參數(shù)關(guān)系式確定124 二次開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計144.1創(chuàng)建設(shè)計系統(tǒng)客戶端144.2開發(fā)液壓缸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)164.2.1 環(huán)境配置164.2.2 Creo/VBA API調(diào)用184.2.3 新建項目204.3最終結(jié)果展示255 結(jié) 論30參考文獻31致 謝33IIICreo二次開發(fā)-液壓缸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)摘 要隨著科技的不斷進步,三維CAD系統(tǒng)在機械行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛,因為它的出現(xiàn)使得產(chǎn)品設(shè)計的周期加快,企業(yè)的競爭力提高了。其中使用廣泛的creo軟件有著互操作性,并能在許多產(chǎn)品開發(fā)過程中使開發(fā)效率得到突破性的增長，例如液壓缸，齒輪軸等。 針對目前液壓缸設(shè)計計算過程重復的問題，提出了一種Creo二次開發(fā)實現(xiàn)液壓缸參數(shù)化設(shè)計的方法。一個是為了提高設(shè)計效率，適應(yīng)當今時代快速發(fā)展的需求；另一個則是為了提高了設(shè)計的質(zhì)量，使設(shè)計更加的系列化，標準化。我們通過液壓缸設(shè)計需求分析，確定設(shè)計流程，利用 Creo 提供的 VB API 接口，并通過C語言的匯編開發(fā)了基于 Creo 的液壓缸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)。由于Creo軟件自帶的VB VPI二次開發(fā)模塊，可根據(jù)不同需求做出相應(yīng)的二次開發(fā)，系統(tǒng)通過快速參數(shù)化設(shè)計的菜單選項，大幅度提高液壓機油缸的設(shè)計效率，為液壓缸的標準化、系列化設(shè)計提供了一個實現(xiàn)的可能性。關(guān)鍵詞： Creo；二次開發(fā)；C語言；液壓缸；參數(shù)化設(shè)計 Creo secondary development - hydraulic cylinder parametric design system development.AbstractWith the continuous improvement of science and technology, the application of 3d CAD system in the mechanical industry has become more and more extensive, which has greatly accelerated the cycle of product design and improved the competitiveness of enterprises.The use of extensive creo software is interoperable and can lead to breakthroughs in development efficiency in many product development processes, such as hydraulic cylinders, gear shafts, and so on.In view of the repetitive problems in the calculation process of hydraulic cylinder design, a simple method for the design of hydraulic cylinder parameterization is presented.One is to improve design efficiency and adapt to the rapid development of modern times.The other is to improve the quality of the design, making the design more serialized and standardized.Through the analysis of the design requirements of the hydraulic cylinder, we determined the design process, used the VB API interface provided by Creo, and developed the hydraulic cylinder parameterized design system based on Creo through the assembly of C language.Due to Creo software with VB VPI secondary development module, can make corresponding secondary development according to different demand, system through fast parametric design menu options, greatly improve the efficiency of the design of the hydraulic oil cylinder, for the standardization, seriation of hydraulic cylinder design provides the possibility of an implementation.Key words: Creo; Secondary development; C language； Hydraulic cylinder;Parametric design1 緒 論經(jīng)過多年的發(fā)展，creo在我國的制造行業(yè)有了長足的發(fā)展。廣泛的被應(yīng)用于各大企業(yè)，為我國的制造業(yè)的發(fā)展貢獻了巨大的力量，也讓我國的制造業(yè)慢慢的趕上先進國家的水平。當然同樣的，時代在不停的發(fā)展，隨著行業(yè)日新月異的發(fā)展和需求，我們在軟件方面追求的高度也在提升。也因此我們這個課題的主要意義也是為了將這個發(fā)展的理念繼承下來，用以提升我國制造業(yè)的競爭力，為液壓缸的標準化提供有力的保障。1.1研究對象液壓缸主要完成的運動是直線往復運動，將高壓液體的能量轉(zhuǎn)化為我們所需要的機械能，也是所有的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用的最多的執(zhí)行元件，現(xiàn)在我們設(shè)計液壓缸的各種軟件中，使用最廣的軟件中以三維的設(shè)計軟件居多，因此在此基礎(chǔ)上對creo軟件進行二次開發(fā)，添加便于使用的菜單選型，便于我們在設(shè)計液壓缸時隨時改變各項參數(shù)用以保證設(shè)計的速度和精度，同時也是提高了我們設(shè)計工作中的效率。液壓缸作為在工業(yè)中最常使用到的元件之一，被研究者們時時刻刻的關(guān)注著，也因此液壓缸的種類非常的豐富。雖然其種類非常的豐富但是不同類型的液壓缸結(jié)構(gòu)卻是十分的相似，也因此在設(shè)計人員工作時，大量的設(shè)計操作是重復，這樣會有兩個缺點：1）降低了設(shè)計的效率；2）增加設(shè)計人員的錯誤率。我們正在一個高速發(fā)展的時代，互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，我們的生活受到了很大的沖擊，在這個信息爆炸的時代生活，必須緊追時代的腳步，提高行業(yè)的競爭力，否則被時代淘汰可能僅僅只是時間問題，因此通過對CREO軟件的二次開發(fā)，軟件的實效性會得到巨大的提升，企業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)效率自然也會得到相應(yīng)的提高，設(shè)計周期將會縮短，更多的時間可以節(jié)省和使用。越來越多的企業(yè)已經(jīng)不僅僅滿足簡單使用CREO軟件，而是提出二次開發(fā)的要求以提高企業(yè)的競爭力。同時相對比國內(nèi)外基礎(chǔ)制造業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)的水平某些方面在國際上還是無法做到領(lǐng)先地位。因此，在這個時代的發(fā)展背景之下，我們更加需要注重的就是這個信息時代的能給我們帶來了什么。在基礎(chǔ)機械制造業(yè)設(shè)計中，設(shè)計軟件可謂是重中之重，一個是它能實現(xiàn)特別多復雜功能的設(shè)計，節(jié)省設(shè)計人員的時間成本，另一個則是因為軟件是基于計算機語言的，而這正是互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)時代給我們帶來的便利和機遇。二次開發(fā)的意義已經(jīng)不僅僅只是提高企業(yè)的競爭力，是對一個國家未來發(fā)展的一個衡量，在這個背景之下，本課題的研究也就應(yīng)運而生。1.2行業(yè)分析近年來，由于三維軟件自帶強大的建模功能而得到廣泛的應(yīng)用，在行業(yè)中各個三維建模軟件都占據(jù)著舉足輕重的作用。在設(shè)計過程中，需要我們通過三維建模的方法來實現(xiàn)所需要的零件設(shè)計，并進行大量的調(diào)試和計算，在調(diào)試過程中，難免會有大量的重復計算。比如有大量類似的標準件的設(shè)計，設(shè)計過程中有著大量重復的計算和參數(shù)，增加了工作量的負擔，也因此在設(shè)計過程中降低了一部分的效率。本次研究的是常見軟件creo2.0，creo這個軟件能實現(xiàn)的功能眾多，同時它又以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用，占據(jù)著CAD/CAM設(shè)計軟件領(lǐng)域的重要地位，隨著中國基礎(chǔ)制造業(yè)及其它領(lǐng)域的飛速發(fā)展，許多企業(yè)越來越需要精通Creo/UG/CATIA/SolidWorks等等這一些設(shè)計類的人才。這些3D軟件如果被我們熟練掌握，將會極大的提升自己的就業(yè)競爭力?，F(xiàn)如今在中國關(guān)于CREO二次開發(fā)的文獻少之又少，而關(guān)于液壓缸方面的二次開發(fā)設(shè)計更是鳳毛麟角。目前來說大部分的二次開發(fā)文獻都是在講述工具和環(huán)境變量的配置，例如Creo二次開發(fā)異步模式配置（作者不詳），講述的就是用VS2010進行對CREO二次開發(fā)的環(huán)境配置，為二次開發(fā)的進行準備工作。其中最值得探討研究的就是劉濤等人的Creo二次開發(fā)實現(xiàn)液壓缸參數(shù)化設(shè)計。在劉濤研究的Creo二次開發(fā)液壓缸軟件已經(jīng)相當成熟，但是在其中能選擇的界面不是很友好，我歸納出兩點，第一點，尺寸較多的時候，需要設(shè)計人員自己判斷需要修改的尺寸在哪里，所以在本次設(shè)計中，直接能在示意圖所在的對應(yīng)尺寸中；第二點，在更改完尺寸和參數(shù)后，不能在模型中體現(xiàn)出來。第三，只針對了缸體進行了研究和開發(fā)，沒有對全部零件的開發(fā)。正是這個原因，給本課題提供了想法和設(shè)計的靈感。也同樣可以看出如今中國對于creo軟件的二次開發(fā)程度不夠高，重視程度也遠遠不夠，當然也有一部分的保密因素（個人想法）。1.3技術(shù)支持 在研究設(shè)計過程中，包括二次開發(fā)的技術(shù)和液壓缸的設(shè)計，參考了 王哲 的 Creo二次開發(fā)參數(shù)化設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用研究；趙慧的Creo2.0二次開發(fā)技術(shù)在空氣壓縮機三維參數(shù)化設(shè)計中的應(yīng)用；creo2.0+VS2010采用protoolkit二次開發(fā)環(huán)境配置(64位win7)；趙樹國的基于Creo的液壓缸設(shè)計及優(yōu)化等。這些文章的使用讓整個設(shè)計過程效率變得更高，并且提供了相當多的技術(shù)方法。在研究CREO二次開發(fā)的過程中，發(fā)現(xiàn)有多個開發(fā)的辦法和工具，其中實現(xiàn)功能最多的肯定是creo/toolkit，其接入口使用的是c+/java語言匯編，原本的程序庫包含的功能就非常豐富。而本課題選擇的是使用VB API接口進行開發(fā)，第一是因為相對于java和C+，VB和C#更加容易入手，同時本課題能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，這兩種匯編語言也同樣能實現(xiàn)。第二是因為在大學學習的課程中有C語言課程的基礎(chǔ)進修，上手更加容易不會比較陌生。第三是基于VS 2010的強大語言兼容能力。我們能在里面使用C語言編譯，并通過VB VPI接口進行輸出到CREO軟件中，進而實現(xiàn)各種不同的功能。322 Creo二次開發(fā)技術(shù)分析2.1 Creo的發(fā)展歷程及應(yīng)用Creo（Pro/E）是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，于1988年問世。經(jīng)歷多次的次的改版，已成為全世界及中國地區(qū)最普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)的標準軟件，廣泛應(yīng)用于電子、機械、模具、工業(yè)設(shè)計、汽車、航天、家電、玩具等行業(yè)。Pro/E是全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件包和相關(guān)軟件Pro/DESINGER（造型設(shè)計）、Pro/MECHANICA（功能仿真），集成了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、加工制造、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、逆向工程、自動測量、機構(gòu)分析、有限元分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能，從而使用戶縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時間并簡化了開發(fā)的流程；國際上有27000多家企業(yè)采用了Pro/E軟件系統(tǒng)，作為企業(yè)的標準軟件進行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。Creo是美國PTC公司于2010年10月推出CAD設(shè)計軟件包。Creo是整合了PTC公司的三個軟件Pro/E的參數(shù)化技術(shù)、CoCreate的直接建模技術(shù)和ProductView的三維可視化技術(shù)的新型CAD設(shè)計軟件包，是PTC公司閃電計劃所推出的第一個產(chǎn)品。Creo具有數(shù)據(jù)庫同一、特征化實體建模、參數(shù)化變形設(shè)計等特點，在機械行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，深受大家的喜愛。設(shè)計人員可通過Creo快速高效的進行維實體建模，并且其工程圖模塊利用其全相關(guān)性實現(xiàn)工程圖的出圖。Creo還可與機械系統(tǒng)動力學自動分析軟件（Adams）和有限元分析軟件（ABAQUS、ANSYS）結(jié)合使用，從而達到提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、減少產(chǎn)品開發(fā)成本的目的。2.2 Creo在實際使用中的問題1）易用性 CAD軟件雖然已經(jīng)技術(shù)上逐漸成熟，但是軟件的操行還很復雜，宜人化程度有待提高。2）互操作性 不同的設(shè)計軟件造型方法各異，包括特征造型、直覺造型等，二維設(shè)計還在廣泛的應(yīng)用。但這些軟件相對獨立，操作方式完全不同，對于客戶來說，魚和熊掌不可兼得。3）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 這個問題依然是困擾CAD軟件應(yīng)用的大問題。一些廠商試圖通過圖形文件的標準來鎖定用戶，因而導致用戶有很高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本。4）配置需求 由于客戶需求的差異，往往會造成由于復雜的配置，而大大延長的產(chǎn)品交付的時間。Creo最大的問題，是交互操作非常繁雜。因此在我們得設(shè)計過程中會產(chǎn)生出大量重復的操作，但由于creo軟件自帶的creo/tooltik二次開發(fā)模塊，為我們提供了一個簡化設(shè)計的可能，增加在行業(yè)中的競爭力。2.3 Creo二次開發(fā)的特點Creo的二次開發(fā)是以軟件自帶的二次開發(fā)工具，增加原軟件未擁有的功能的程序設(shè)計方法，Creo作為一個CAD/CAM/CAE軟件集成包由美國PTC公司推出，除了擁有強大的通用性和參數(shù)化功能，在軟件設(shè)計的時候提供了大量的可供二次開發(fā)的接口，比如說用戶自定義（UDF），Program，ProToolkit，VB API，J-Link等。其中前兩者為軟件自帶的功能，比較簡單，而后三者方法是要求設(shè)計開發(fā)人員有一定的程序設(shè)計基礎(chǔ)。其中運用Pro/ Toolkit的開發(fā)是難度最大，但同時功能也是最多的。對于許多特殊產(chǎn)品（比如齒輪系統(tǒng)、特種裝備等）而言，因為其產(chǎn)品設(shè)計的復雜性，如果僅僅使用標準的設(shè)計工具進行設(shè)計，往往對設(shè)計人員的技術(shù)要求非常高，設(shè)計工作量非常大，使得設(shè)計效率非常低下。同時，因為產(chǎn)品設(shè)計的復雜性，人為引入設(shè)計缺陷的潛在風險也大幅上升。通過對CREO（Pro/E）軟件進行二次開發(fā)，針對企業(yè)的產(chǎn)品特點，得到專門的專家產(chǎn)品系統(tǒng)，可以大幅降低產(chǎn)品設(shè)計的復雜程度與工作量，降低對設(shè)計人員的個人技能要求，在大幅提升工作效率的同時，降低產(chǎn)生設(shè)計缺陷的風險，提高產(chǎn)品的使用質(zhì)量。Creo Parametric是三維CAD設(shè)計領(lǐng)域的標準。擁有這最先進的生產(chǎn)效率工具，能為用戶選擇最優(yōu)的設(shè)計方案，還能夠保證它的一個規(guī)范性，比如說業(yè)界和公司標準。CreoParametric提供的三維CAD功能范圍最廣強大而又靈活,可幫助客戶解決設(shè)計挑戰(zhàn)和要求,包括適應(yīng)后期變更、使用多CAD數(shù)據(jù)和機電設(shè)計方案。Creo Parametric能夠與其他Creo應(yīng)用程序無縫地共享數(shù)據(jù)。這意味著無需浪費時間來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),并能消除因轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的錯誤。用戶可在不同的建模模式之間無縫切換,而且2D和3D設(shè)計數(shù)據(jù)可以輕松地在應(yīng)用程序之間移動,同時保留設(shè)計意圖。這將產(chǎn)生空前的互操作性,并能在許多產(chǎn)品開發(fā)過程中導致開發(fā)效率出現(xiàn)突破性的增長。2.4 creo二次開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)隨著Creo軟件問世之后的廣泛應(yīng)用，在行業(yè)中得到大量的好評，一方面由于其強大的參數(shù)化能力，另一個是軟件本身提供的二次開發(fā)端口使得軟件的后續(xù)功能有大量的發(fā)展可能性。目前來說為了適應(yīng)各種快捷方便高效的設(shè)計，無論是國內(nèi)還是國外都會選擇通過軟件的二次開發(fā)來提升某些方面的不足，在這一點上，國內(nèi)外都做了很多的研究，也因此Creo的二次開發(fā)越來越頻繁，越來越受到企業(yè)的認可和重視。Creo具有特征化實體建模技術(shù)、參數(shù)化變形設(shè)計的應(yīng)用，其操作簡單，方便易學。同時，Creo還提供了采用標準windows“部件對象模式（COM）”技術(shù)和對象連接的嵌入（OLE）技術(shù)的應(yīng)用程序接口，使得用戶可對軟件進行二次開發(fā)，滿足自身的功能需求。任何一種支持ActiveXAutomation技術(shù)的編程工具都可通過調(diào)用Creo的對象體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對其的二次開發(fā)。Creo的功能封裝在對象之中。一個對象包括類型、屬性和方法方面內(nèi)容。通過對對象的操作建立應(yīng)用程序，實現(xiàn)Creo軟件的二次開發(fā)。二次開發(fā)的示意圖如圖2.1所示：三維建模配置CREO工作環(huán)境 C編程語言VB VPI接口添加菜單選項程序內(nèi)部編寫生成模型圖2.1 CREO二次開發(fā)示意圖2.5 二次開發(fā)的使用工具及手段Creo軟件的二次開發(fā)工具有VB VPI、用戶定義特征（UDF）、PRO/Program、J-link、CREO/Toolkits。1）VB VPICreo具有的VB接口，可以使得一些VB平臺可以進行對它的開發(fā)，軟件內(nèi)部提供不少API函數(shù)。缺點就是軟件提供的 VB API函數(shù)庫有限，實現(xiàn)的功能有限。之前也提到VS 2010這是一個綜合性開發(fā)平臺，因此，在VB接口依舊可以用VC編程實現(xiàn)不同的功能。2）UDF用戶定義特征這個方法就是建立自己的一個用戶自定義特征庫，有點類似于收藏夾一樣的，但是這樣的快速調(diào)用適合常年的積累，且不容易更新。3）ProgramProProgram是組件自動化與零件設(shè)計的有效工具，設(shè)計人員通過類似BASIC的高級語言，根據(jù)實際功能編寫該模型的ProProgram。4）JLinkJLink是使用Java進行二次開發(fā)的程序接口，它是 creo 自帶的一個功能菜單，通過這個菜單選項能獲得creo內(nèi)部的模型屬性。5）CREO/ToolkitCreo/toolkit是creo里最強大的開發(fā)工具，主要是源于C語言和VC+強大的函數(shù)能力，幾乎是能夠?qū)崿F(xiàn)所有的一種開發(fā)手段，但是由于其難度系數(shù)比較大，在本課題中不做過多的研究。一般來說二次開發(fā)的模式有兩種，異步模式和同步模式。在異步模式下，VB VPI應(yīng)用程序與creo可以實現(xiàn)并行操作，就是說，不啟動軟件時，可以單獨運行VB VPI應(yīng)用程序，當需要creo支持是，creo會被調(diào)用。在同步模式下兩個程序必須同時運行才能加載VB VPI的應(yīng)用小程序。本次課題選擇的開發(fā)方式為異步模式，開發(fā)軟件為VS2010，使用的開發(fā)工具是VB VPI。其中的匯編語言是選擇的C語言，雖然CREO/Toolkits開發(fā)工具能夠?qū)崿F(xiàn)的功能最多，但是使用VB API完全可以實現(xiàn)本系統(tǒng)打開模型和修改模型參數(shù)等各項功能。 3 液壓缸設(shè)計3.1 液壓缸的特點一部現(xiàn)代機器，如果不是以行走為工作目的，它通常由機架、原動機、傳動裝置和工作機構(gòu)四個主要部分構(gòu)成，其中機架為載體，原動機的作用是進行能量形式的轉(zhuǎn)換，為機器提供適當形式的動力，傳動裝置的作用是進行動力的傳遞，工作機構(gòu)即執(zhí)行機構(gòu)，其作用是消耗能量而做功。如果原動機將其他形式的能轉(zhuǎn)換成液壓能，執(zhí)行元件消耗液壓能而做功，則稱為液壓機械（或液壓機）。液壓機械的執(zhí)行元件即做功元件是液壓馬達和液壓缸。液壓馬達和液壓缸是通用化和標準化程度很高的液壓元件，用戶或設(shè)計者在研制一部新的液壓機械時，應(yīng)盡量選擇標準化的液壓元件，以避免金錢的浪費和時間、精力的消耗。但由于使用要求的千差萬別，液壓元件的專用化設(shè)計是不可避免的，其中以液壓缸設(shè)計居多。這是由于液壓缸配置的靈活性、設(shè)計、制造比較容易、維護比較方便的特點決定的。因而，相對其他液壓元件而言，液壓缸的設(shè)計是極為常見的，這也是工程技術(shù)人員必須具有的一項基本技能。3.2 液壓缸的一般組成部分液壓缸的常規(guī)組成部分為缸筒，缸底，活塞，活塞桿，缸蓋五大件。當然會有一些特殊的結(jié)構(gòu)，本文研究的是液壓缸的參數(shù)化以實現(xiàn)標準化，因此選擇常規(guī)液壓缸作為研究對象。1）缸筒： 缸筒又經(jīng)常被稱為缸體，是液壓缸的主體，內(nèi)孔使用鉸孔、鏜削、滾壓或珩磨等精密加工工藝制造，其目的是使活塞及其密封件等部件能順利滑動，從而既保證密封效果，又能夠減少磨損；缸體要承擔大量的壓強，因此，在材料選擇上和精度要求一樣需要嚴格的選用。2）缸底： 缸底又有叫法為后端蓋，是與缸體連接部分，其中包含著密封、緩沖和排油等功能，同樣需要高精度和對材料的高要求，其目的是為了防止液壓液的泄露和提供穩(wěn)定的液壓缸工作環(huán)境。同時還提供對活塞桿的緩沖作用。3）活塞、活塞桿： 兩者都是活塞組件的主要組成部分，活塞桿的作用是傳遞作用于活塞上的力，同時帶動活塞進行運動。一般來說，我們對活塞組件的要求為良好的耐磨性，足夠的強度，穩(wěn)定性，較高的精度和表面粗糙度，結(jié)構(gòu)上減少集中應(yīng)力，保證連接可靠，便于活塞的拆裝。4）缸蓋：端蓋的作用與缸底類似，有所不同的是端蓋上需要有個通孔以便于活塞桿的對外運動，要求需要更好的密封性和耐磨性。液壓缸的一般結(jié)構(gòu)如圖3.1 圖3.2所示，資料來源于網(wǎng)絡(luò)圖3.1常規(guī)液壓缸1剖視圖圖3.2常規(guī)液壓缸2剖視圖3.3 液壓缸設(shè)計和參數(shù)化由上面二圖可知，兩者在設(shè)計時結(jié)構(gòu)類似，大多數(shù)的參數(shù)化是一樣的，考慮大量設(shè)計時會出現(xiàn)大量的重復操作，因此將其中進行重復操作的參數(shù)和結(jié)構(gòu)提取出來并進行簡化分析設(shè)計，用以保證其結(jié)構(gòu)的完整性和簡便性。在分析簡化液壓缸時，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的參數(shù)都與液壓缸缸體的各個參數(shù)有關(guān)，因此在建立模型時我大膽的選擇只建立一個液壓缸的缸體零件并確定其需要變化的參數(shù)。在選擇建立模型的時候?qū)⒁簤焊追譃槿齻€大分部建立：缸體，端蓋 活塞桿。1）缸體模型的建立在本次課題中所選用建立的是比較通用的液壓缸模型其中含有2個進出油口分別位于缸體和端蓋上，選用的大小直徑為D=100mm，d=50mm本次設(shè)計的缸體大體尺寸選用如下：缸體長度L=1650mm，與端蓋連接的凸臺長度l=150mm，缸筒長度為1200mm，缸筒外壁直徑為D=560mm，內(nèi)壁直徑d=460mm缸頭內(nèi)孔直徑d=420mm，缸頭缸底外徑D=660mm缸頭內(nèi)部凸臺長度l=250mm，外部凸臺的長度l=300mm在缸頭處添加了兩條密封槽，可以加密封圈加以固定初定距離為125mm，取內(nèi)部凸臺的中點。圖3.3為建立的缸體三維模型圖3.4為提取的需要變化的參數(shù)原始尺寸如圖3.4所示 圖3.3 液壓缸缸體三維模型 圖3.4 液壓缸缸體參數(shù)化2）端蓋的設(shè)計端蓋設(shè)計三維視覺圖如圖所示：在設(shè)計的過程端蓋起到的作用是密封和緩沖作用；各個尺寸如下圖所示：所有的尺寸都來自缸體參數(shù)的變化而變化。端蓋設(shè)計尺寸如下：端蓋外直徑為D=660mm，內(nèi)徑為420mm，與缸體連接處外徑為460mm，端蓋厚度為300mm，壁厚為100mm，連接處深入長度為100mm，進出油孔大小直徑分別為D=80mm，d=50mm。未標注倒角為5mm 圖3.5 液壓缸端蓋三維圖和尺寸圖3）活塞桿的設(shè)計在設(shè)計時，考慮到結(jié)構(gòu)的簡易性和完整性，將活塞桿與活塞合為一體，一次性加工生成的。活塞桿設(shè)計三維視覺圖： 圖3.6 液壓缸活塞桿三維圖在液壓缸中，活塞桿是運動元件，是將高壓液體的能量轉(zhuǎn)換輸出的元件。詳細尺寸如下：活塞直徑D=460mm，寬度l=200mm；左部分細桿長度l=150mm，直徑D=260mm；主桿長度L=1700mm，直徑d=410mm；右部分細桿直徑d=200mm，長度l=400mm 圖3.7 液壓缸活塞桿尺寸圖從圖中尺寸和之前端蓋和缸體尺寸做對比可知，其各項參數(shù)均與缸體有直接關(guān)系并由缸體決定其尺寸大小。由此可知關(guān)鍵元件為缸體，所以在設(shè)計過程中，將缸體設(shè)計完之后就可以節(jié)約大量的時間，提高設(shè)計的效率。3.4液壓缸參數(shù)關(guān)系式確定三維建模完成后在工具中選擇族表里的關(guān)系和參數(shù)，進行模型的參數(shù)化，和進行關(guān)系式的確定。關(guān)系式和參數(shù)化的結(jié)果如下：其數(shù)據(jù)與圖3.4一一對應(yīng)d34=(d3-d1)/2+5d30=(d34-5)*5/12d15=d16d16=(d3-d1)/16d14=d13d37=d8/2d36=d8*0.74d3=W1d2=W2d6=W3d1=W4d5=L1d9=L2d7=L3d8=L4d37=L5d17=L6d13=L7d28=W5d27=W6圖3.8 液壓缸缸體參數(shù)化示意圖其原始的初始化數(shù)據(jù)如下所示：單位mmd3=660d2=560d6=460d1=420d5=150d9=1200d7=300d8=250d37=125d17=40d13=17d28=50d27=100當液壓缸體的各項參數(shù)確定完之后，可以依據(jù)這些參數(shù)進行全局的計算和設(shè)計，同時二次開發(fā)只需要更改關(guān)鍵的參數(shù)，其余參數(shù)都可依靠關(guān)系式進行更改，因此這樣就能節(jié)省大量的設(shè)計時間，特別是大規(guī)模的設(shè)計時，將會極大得提高設(shè)計的效率，而不是把大量的時間花在大量的重復操作上。而改變參數(shù)化的關(guān)系式就能適應(yīng)其他不同類別液壓缸大量的設(shè)計，而不需要去耗費大量的精力。4 二次開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計4.1創(chuàng)建設(shè)計系統(tǒng)客戶端1）WinForm基本知識Windows窗體（Form，形狀/表單）原本是Visual Basic程序的用戶界面，后來成為.NET程序的GUI，被Visual Studio中的開發(fā)語言工具所使用。窗體實質(zhì)上只是一個（類似于對話框的）簡單框架窗口，內(nèi)含一塊空白板。開發(fā)人員可通過添加控件（包括公共控件、容器、菜單和工具欄、數(shù)據(jù)和公用對話框等）來創(chuàng)建用戶界面，并通過編寫代碼來操作數(shù)據(jù)，從而填充這個空白板。為此，Visual Studio提供了一個有助于編寫代碼的集成開發(fā)環(huán)境，以及一個針對.NET框架編程的豐富的控件集。通過使用代碼來補充這些控件的功能，可以方便快捷地開發(fā)所需要的解決方案。 圖4.2工具箱示意圖 圖4.1窗體示意圖 兩種形式添加Windows窗體模式直接通過Visual Studio創(chuàng)建Windows窗體應(yīng)用程序，自動創(chuàng)建的程序；在解決方案中添加Windows窗體；窗體文件生成后包括以下文件：在項目目錄下包涵項目文件（.sln）和C#項目（Design文件夾）；在窗體的代碼文件中包涵Program.cs(程序入口)、Form1.cs（窗體編程）、Form1.Designer.cs(窗體設(shè)計)。圖4.2窗體模式示意圖2）窗體設(shè)計流程添加按鈕及按鈕響應(yīng)事件的過程：添加按鈕直接從”工具箱”中選擇”按鈕”，將“按鈕”直接拖動到From面板上；添加按鈕響應(yīng)選中按鈕，選擇“屬性”窗口的事件頁，在“操作”欄的“Click”屬性中，利用該屬性項右端的下拉式列表，選擇對應(yīng)菜單項的響應(yīng)方法名； 圖4.3按鈕及按鈕響應(yīng)事件添加示意圖4.2開發(fā)液壓缸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)4.2.1 環(huán)境配置1）安裝Creo2.0 VB API安裝Creo2.0時，在自定義界面選中 Visual Basic API 圖4.4安裝示意圖2）添加計算機的環(huán)境變量計算機右鍵屬性高級系統(tǒng)設(shè)置環(huán)境變量系統(tǒng)變量新建變量名：PRO_COMM_MSG_EXE變量值：安裝盤:ProgramFilesPTCCreo2.0CommonFilesM040x86e_win64objpro_comm_msg.exe圖4.5添加環(huán)境變量示意圖3）運行批處理命令：vb_api_register.bat批處理的內(nèi)容為： echo off/根據(jù)系統(tǒng)變量%PROCESSOR%,%PROCESSOR_ARCHITECTURE%來設(shè)定MC的值 set MC=unset if %PROCESSOR% = INTEL_64 set MC=ia64_nt if %PROCESSOR% = INTEL_486 set MC=i486_nt if %PROCESSOR_ARCHITECTURE% = IA64 set MC=ia64_nt if %PROCESSOR_ARCHITECTURE% = AMD64 set MC=x86e_win64 if %PROCESSOR_ARCHITECTURE% = x86 set MC=i486_nt REM cygwin sets this on 64bit OS if %PROCESSOR_ARCHITEW6432% = AMD64 set MC=x86e_win64 if not %MC% = unset goto mc_done/如果沒有找到對應(yīng)的MC值,就直接退出,否則執(zhí)行mc_done后的程序 echo ERROR Cannot detect what machine type you have. echo Please make one of the following settings: echo. echo set PROCESSOR=INTEL_486 - For Windows NT Intel based machines. echo. echo set PROCESSOR=INTEL_64 - For Windows Intel Itanium based machines. echo. echo set PROCESSOR_ARCHITECTURE=AMD64 - For Windows AMD 64 based machines. echo. exit :mc_doneif NOT %CREO_DIRECTORY% = goto creoset/如果%CREO_DIRECTORY%變量不為空,則轉(zhuǎn)到 creoset標簽后的語句執(zhí)行 set APPDIR=%dp0. set cf=%dp0. set PRODIR=%cf%Common FilesM040 goto pdirset :creoset set PRODIR=%CREO_DIRECTORY%Common FilesM040 :pdirset set PRO_MACHINE_TYPE=%MC% set start_cmd=start set PRO_DIRECTORY=%PRODIR% set CREOAPP_DIRECTORY=%APPDIR% if NOT %PTCPATH% = goto ptcpathset set path=%PRO_DIRECTORY%bin;%path% set PTCPATH=true :ptcpathset %PRO_DIRECTORY%MC%objpfclscom.exe ./regserver :ptc_end exit /B %ERRORLEV EL%/退出當前作業(yè),并返回錯誤代碼%ERRORLEVEL%4.2.2 Creo/VBA API調(diào)用1）啟動和停止Pro/ENGINEER當使用C#程序，下列方法用來啟動和停止Pro/ENGINEER。 方法介紹： CcpfcAsyncConnection.Start() IpfcAsyncConnection.End() 一個C#程序可以通過CcpfcAsyncConnection.Start()方法去產(chǎn)生并連接到一個Pro/ENGINEER進程。一旦方法返回異步連接對象，C#程序可以使用相應(yīng)的API去調(diào)用Pro/ENGINEER進程。在交互模式，當它運行時，你還可以在你的計算機上訪問Pro/ENGINEER會話。 當Pro/ENGINEER終止時，這個程序不會終止。當程序只是臨時需要進行Pro/ENGINEER操作的時候很有用，因此在會話中，必須啟動和停止Pro/ENGINEER一次以上。 在任何時候，只有一個Pro/ENGINEER會話可以被啟動或連接。如果C#程序產(chǎn)生出第二個會話，對第一個會話的連接將丟失。 為終止任何程序連接的Pro/ENGINEER進程，調(diào)用IpfcAsyncConnection.End()方法。 2）Session 對象Pro/ENGINEER Session 對象（包含在 IpfcSession 對象里），是 VBA API中的頂級對象。任何對Pro/ENGINEER 數(shù)據(jù)的訪問，在訪問更多特定對象前，必須先得到Session 對象的句柄。Session 對象包含進行執(zhí)行下列操作的方法： 訪問模型和窗口（在模型和窗口里說明）； 同 Pro/ENGINEER 用戶接口工作； 允許在session 里交互選擇條目； 訪問全局設(shè)置，例如線型，顏色和配置選項。3）主要函數(shù)IpfcBaseSession.GetCurrentDirectory()方法返回Pro/ENGINEER的當前工作目錄的絕對路徑名。IpfcBaseSession.ChangeDirectory()方法改變Pro/ENGINEER到另一個工作目錄。 IpfcBaseSession.GetConfigOptionValue()區(qū)獲得一個指定配置文件選項的值。傳遞配置文件選項的名字給這個方法。方法返回任何配置文件選項設(shè)置的一個值數(shù)組。如果配置文件選項不是一個多值選項，它返回一個單值。如果指定配置文件選項不存在，它返回一個null。 IpfcBaseSession.SetConfigOption()方法用來設(shè)置指定配置文件選項的值。如果選項是個多值選項，它向已經(jīng)存在的值數(shù)組里增加一個新值。 IpfcBaseSession.LoadConfigFile()方法加載一整個配置文件到Pro/ENGINEER里。 IpfcBaseSession.RunMacro()方法跑一個宏串。一個 VB API宏串等于一個Pro/ENGINEER映射鍵減去鍵序列和映射鍵名。為生成一個宏串，在Pro/ENGINEER里創(chuàng)建個映射鍵。IpfcSession.UIDisplayFeatureParams()方法強制Pro/ENGINEER去顯示存儲在一個指定特征的尺寸或其它參數(shù)。顯示的尺寸然后可以被用戶交互選擇。CMpfcModelItem. CreateDoubleParamValue ()方法允許Pro/ENGINEER去創(chuàng)建一個Double類型的參數(shù)值。IpfcParameterOwner. GetParam()方法允許Pro/ENGINEER去獲取一個參數(shù)。IpfcSession.UIOpenFile()方法引發(fā)一個打開文件和瀏覽目錄的Pro/ENGINEER對話框。這個方法允許你通過輸入?yún)?shù)IpfcFileOpenOptions去指定幾個選項。 使用CcpfcFileOpenOptions.Create()去創(chuàng)建一個新IpfcUI.FileOpenOptions對象實例。 這個方法返回用戶選擇的文件。程序必須使用其它方法或技術(shù)去進行在這個文件上的所需操作。 IpfcSession.UISaveFile()方法調(diào)用Pro/ENGINEER的保存文件對話框。這個方法接受同IpcSession.UIOpenFile()相似的選項。用戶將被允許去給給一個不存在的文件設(shè)置一個名字。方法返回用戶選擇的文件名；程序必須使用其它方法或技術(shù)去進行對這個文件的所需操作。 IpfcSession.UISelectDirectory()方法提示用戶去使用Pro/ENGINEER瀏覽目錄對話框去選擇一個目錄。指定對話框的標題，一系列到其它目錄的快捷方式，和瀏覽目錄的默認目錄。如果默認目錄為空，使用當前目錄。這個方法接受對話框標題，快捷鍵和默認目錄選項。方法返回選擇的目錄路徑；程序必須使用其它方法或技術(shù)去進行對這個目錄的所需操作。4.2.3 新建項目1）使用Visual Studio 2010新建一個解決方案，在”引用”中添加Creo VB API Type Library for Creo Parametric 2.0圖4.6 VB VPI接口添加示意圖2）添加啟動按鈕，并在啟動按鈕單擊事件中異步啟動Creo代碼編寫流程圖：加入命名空間加載并顯示模型配置交互界面獲取啟動文件位置更新模型，刷新窗口添加菜單參數(shù)傳遞添加設(shè)計對話框、變量圖4.7 代碼編寫流程圖（1）在代碼里加入命名空間using pfcls;（2）然后獲取creo的啟動文件位置string str = Environment.CurrentDirectory;string str1 = str + + path.txt;string strline=;if (File.Exists(str1)using (StreamReader sr = new StreamReader(str1)string line;while (line = sr.ReadLine() != null)strline = strline + line （3）啟動Creo，獲取SessioncAC = new CCpfcAsyncConnection();asyncConnection = cAC.Start(strline, .);theSession = asyncConnection.Session as IpfcBaseSession;theSession.ChangeDirectory(System.Environment.CurrentDirectory);theSession.SetConfigOption(regen_failure_handling, resolve_mode);圖4.8窗口設(shè)計示意圖（4）添加監(jiān)聽器(IpfcActionSource)asyncConnection).AddActionListener(terminationListener);（5）添加菜單IpfcUICommand designCommand;IpfcUICommand exitCommand;IpfcUICommandActionListener buttonListener;/液壓缸參數(shù)化設(shè)計IpfcUICommandActionListener eListener;/退出系統(tǒng)buttonListener = new ButtonListener(theSession);eListener = new ExitListener(asyncConnection);string str = menu.txt;asyncConnection.Session.UIAddMenu(參數(shù)化設(shè)計, Windows, str, null);exitCommand = asyncConnection.Session.UICreateCommand(EXIT, eListener);asyncConnection.Session.UIAddButton(exitCommand, 參數(shù)化設(shè)計, null, 退出系統(tǒng), 退出系統(tǒng), str);exitCommand.SetIcon(Environment.CurrentDirectory + + close.png);designCommand=asyncConnection.Session.UICreateCommand(DESIGN,buttonListener)asyncConnection.Session.UIAddButton(designCommand, 參數(shù)化設(shè)計, null, 液壓缸參數(shù)化設(shè)計, 液壓缸參數(shù)化設(shè)計, str);designCommand.SetIcon(Environment.CurrentDirectory + + design.png);（6）配置菜單資源文件新建menu.txt文件，內(nèi)容如下：#參數(shù)