第1章UG應(yīng)用開發(fā)概述

1、第1章 UG應(yīng)用開發(fā)概述1.1 Unigraphics簡介Unigraphics（簡稱UG）是全球主流MCAD系統(tǒng)，是計算機(jī)輔助設(shè)計、輔助制造、輔助工程和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（CAD/CAM/CAE/PDM）一體化的軟件系統(tǒng)之一。自從UG推出以來，在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其他高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計和模具設(shè)計、加工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。Unigraphics CAID/CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一種基于過程的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造。UG面向過程驅(qū)動的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，在面向過程驅(qū)動技術(shù)的

2、環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品及其精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實現(xiàn)了并行工程。該軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和生成工程圖等設(shè)計功能，而且在設(shè)計過程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，從而提高了設(shè)計的可靠性。同時，可采用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼用于產(chǎn)品的加工。另外它所提供的應(yīng)用開發(fā)語言UG/Open GRIP和UG/Open API功能強大、簡單易學(xué)，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。具體來說，該軟件具有以下特點：（l）具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了CAID、CAD、CAE和CAM等模塊之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換，并且可實施并行工程。

3、（2）采用復(fù)合建模技術(shù)，將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模等建模技術(shù)融于一體。（3）采用基于特征的建模和編輯方法作為實體造型的基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計方法，并能采用參數(shù)驅(qū)動。（4）曲面設(shè)計采用非均勻有理B樣條作為基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜曲面，特別適合于汽車外形和汽輪機(jī)葉片等復(fù)雜曲面的造型。（5）二維圖功能強大，可方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖，可以按照ISO標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)生成各種剖視圖、標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說明等。（6）以Parasolid為實體建模核心，目前許多著名CAD/CAE/CAM軟件均以此作為實體造型的基礎(chǔ)。（7）提供了界面良好的應(yīng)用開發(fā)

4、工具，并能通過高級語言接口，使UG的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結(jié)合，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。（8）具有良好的用戶界面，絕大多數(shù)功能都可通過圖標(biāo)實現(xiàn)；進(jìn)行對象操作時，具有自動推理功能；在每個操作步驟中，都有相應(yīng)的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。1.2 CAD軟件的二次開發(fā)隨著CAD應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和應(yīng)用水平的不斷提高，用戶需求與CAD系統(tǒng)規(guī)模之間的矛盾日益增加，沒有一個CAD系統(tǒng)能夠完全滿足用戶的各種需求。作為商品化的CAD軟件產(chǎn)品，是否擁有一個開放的體系結(jié)構(gòu)，是衡量該軟件的優(yōu)劣性、適用性和生命力的重要標(biāo)志，而是否擁有一個開發(fā)簡便、運行高效的二次開發(fā)平臺又是開放式體系結(jié)構(gòu)的核心和關(guān)

5、鍵。目前，主流的CAD軟件都具有用戶定制功能并提供二次開發(fā)工具。通過CAD軟件的二次開發(fā)工具可以把商品化、通用化的CAD系統(tǒng)用戶化、本地化，即以CAD系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺，在軟件開發(fā)商所提供的開發(fā)環(huán)境與編程接口基礎(chǔ)之上，根據(jù)自身的技術(shù)需要研制開發(fā)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和適合企業(yè)實際應(yīng)用的用戶化、專業(yè)化、知識化、集成化軟件，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品研發(fā)的效率。在通用CAD基礎(chǔ)上融入專業(yè)知識構(gòu)建專用CAD系統(tǒng)是當(dāng)前深化CAD應(yīng)用的潮流。把用戶的設(shè)計思想轉(zhuǎn)化為特定的新功能需要以下基本要素，這些基本要素構(gòu)成了CAD軟件二次開發(fā)平臺的基本結(jié)構(gòu)：（1）通用CAD軟件管理層。通用CAD軟件是整個開發(fā)的基礎(chǔ)，是二次開發(fā)應(yīng)用程序的宿主

6、。它應(yīng)具有比較完備的基本功能，即使沒有二次開發(fā)應(yīng)用程序，它也能滿足基本的使用需求。在二次開發(fā)平臺結(jié)構(gòu)中，通用CAD軟件屬于管理層，它所負(fù)責(zé)的工作主要包括用戶界面定制、圖形顯示、文檔數(shù)據(jù)管理、交互流程控制、消息分發(fā)和應(yīng)用程序的管理等。（2）編程開發(fā)環(huán)境開發(fā)層。開發(fā)者采用某種計算機(jī)高級語言（如C/C+等）在特定的開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)。由于通用的集成開發(fā)環(huán)境（如VC+、VB和Delphi等）具有功能強大、使用簡單、可靠性強和生成代碼效率高等優(yōu)點，目前一般都在通用的集成開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行二次開發(fā)。在二次開發(fā)平臺結(jié)構(gòu)中，編程開發(fā)環(huán)境屬于開發(fā)層，它主要包括應(yīng)用程序源代碼的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試和代碼優(yōu)

7、化等。（3）應(yīng)用程序編程接口（API）支持層。編程開發(fā)環(huán)境僅提供了一般性的語言支持，在二次開發(fā)過程中，還需要提供相應(yīng)的API支持。通過這些API接口，二次開發(fā)應(yīng)用程序可以建立與原軟件應(yīng)用程序的鏈接，使新開發(fā)的功能和原有的功能無縫集成。在二次開發(fā)平臺結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用程序編程接口屬于支持層，它是用戶開發(fā)的應(yīng)用程序與CAD軟件之間進(jìn)行鏈接、通信和互操作的通道。（4）開發(fā)者的設(shè)計思想知識層。一般來說，CAD軟件開發(fā)商通過以上3個層的引入就為用戶提供了二次開發(fā)的工具和方法。此外，二次開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)還需要融入開發(fā)者的設(shè)計思想。開發(fā)者將其設(shè)計思想通過二次開發(fā)工具和方法，并結(jié)合原有的CAD系統(tǒng)功能，才能構(gòu)成具有實用

8、價值的應(yīng)用程序。在二次開發(fā)平臺結(jié)構(gòu)中，用戶設(shè)計思想屬于知識層，它是開發(fā)者知識和能力的體現(xiàn)，是二次開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和實踐。1.3 UG應(yīng)用開發(fā)工具UG應(yīng)用開發(fā)（又稱UG二次開發(fā)）是指在UG軟件平臺上，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，總結(jié)行業(yè)的設(shè)計知識和經(jīng)驗，開發(fā)面向行業(yè)和設(shè)計流程的CAD系統(tǒng)。UG軟件中的應(yīng)用開發(fā)模塊提供了較為完整的應(yīng)用開發(fā)工具集，利用該工具集可對UG系統(tǒng)進(jìn)行用戶化裁剪和開發(fā)，用以滿足實際的應(yīng)用需求。UG/Open是一系列UG開發(fā)工具的總稱，是UG軟件為用戶或第三方開發(fā)人員提供的最主要的開發(fā)工具。它主要由UG/Open API、UG/Open GRIP、UG/Open MenuScript和U

9、G/Open UIStyler 4個部分組成。（1）UG/Open API（又稱User Function）是一個允許程序訪問并改變UG對象模型的程序集。UG/Open API封裝了近2000個UG操作的函數(shù)，可以方便地對UG的圖形終端、文件管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，絕大多數(shù)的UG操作都可以用UG/Open API函數(shù)實現(xiàn)。UG/Open API是最常用的UG應(yīng)用開發(fā)工具，本書以下章節(jié)主要介紹UG/Open API。（2）在UG/Open API工具發(fā)布之前，UG的應(yīng)用開發(fā)工具是UG/Open GRIP（Graphics Interactive Programming）。GRIP是一種專用的圖

10、形交互編程語言，它與UG系統(tǒng)集成，可以實現(xiàn)UG環(huán)境中的大部分應(yīng)用操作。GRIP語言與一般的通用語言一樣，有其自身的語法結(jié)構(gòu)、程序結(jié)構(gòu)、內(nèi)部函數(shù)以及與其他通用語言程序相互調(diào)用的接口。雖然GRIP的功能遠(yuǎn)不如UG/Open API強大，但由于其某些獨特的優(yōu)點，仍然有大量用戶在使用。（3）UG/Open MenuScript是創(chuàng)建用戶化菜單的工具。MenuScript支持UG主菜單和快速彈出式菜單的設(shè)計和修改，通過它可以改變UG菜單的布局，添加新的菜單項以執(zhí)行用戶應(yīng)用開發(fā)程序、User Tools文件和操作系統(tǒng)命令等。（4）UG/Open UIStyler是開發(fā)UG對話框的可視化工具，其生成的對話框

11、與UG集成，用戶可以方便、高效地與UG進(jìn)行交互操作。該工具的使用避免了復(fù)雜的圖形用戶接口GUI編程，直接將對話框中的基本控件進(jìn)行組合與布局，可以創(chuàng)建滿足不同功能需求的UG風(fēng)格對話框。1.4 一個簡單的程序為便于用戶了解UG/Open API的使用，下面將采用UG/Open API Wizard建立一個簡單的應(yīng)用開發(fā)程序，其功能是顯示一個消息對話框。運行平臺為Windows 2000 Professional，開發(fā)平臺為Unigraphics NX3和Visual C+ 6.0，運行結(jié)果如圖1-1所示。圖1-1 HelloWorld消息對話框創(chuàng)建步驟如下：步驟1：使用Unigraphics NX

12、應(yīng)用向?qū)陆üこ添椖看蜷_Visual C+ 6.0，選擇菜單命令FileNew，界面上彈出New對話框，如圖1-2所示。選擇對話框中的Projects選項卡與項目列表框中的Unigraphics NX AppWizard V1項，然后在Location文本框中輸入工程路徑，在Project name文本框中輸入工程名稱“HelloWorld”，最后單擊OK按鈕確定，彈出Unigraphics NX AppWizard V1-Step 1 of 2對話框。如果在項目列表框中找不到Unigraphics NX AppWizard V1選項，可將本書所附光盤根目錄下的UgOpen_文件復(fù)制到Micr

13、osoft Visual StudioCommonMSDev98Template路徑下，當(dāng)VC啟動時，自動創(chuàng)建Unigraphics NX AppWizard V1項。步驟2：Unigraphics NX AppWizard V1-Step 1 of 2設(shè)置選項如圖1-3所示，然后單擊Next按鈕。 圖1-2 New對話框 圖1-3 Unigraphics NX AppWizard V1-Step 1 of 2步驟3：Unigraphics NX AppWizard V1-Step 2 of 2在彈出的對話框中（如圖1-4所示），只選中How would you like to activia

14、te the application?選項中的復(fù)選框Explicitly（ufusr），然后單擊Finish按鈕。步驟4：New Project Information系統(tǒng)彈出New Project Information窗口，如圖1-5所示，窗口中列出了所有選項信息。確認(rèn)無誤后單擊OK按鈕，系統(tǒng)將在指定的目錄下自動創(chuàng)建程序的框架文件。 圖1-4 Unigraphics NX AppWizard V1-Step 2 of 2 圖1-5 選項信息步驟5：添加代碼打開文件，在ufusr( )函數(shù)中添加如下代碼：extern C DllExport void ufusr( char *parm, int *returnCode, int rlen )/* Initialize the API environment */int errorCode = UF_initialize();if ( 0 = errorCode )/* TODO: Add your application code here */添加代碼uc1601(Hello World!,1);/ 彈出消息對話框/* Terminate the API environment */errorCode = UF