基于CATIA的快速设计

第29卷第5期新乡学院学报(自然科学版)2012年10月Vol. 29 No. 5Journal of Xinxiang University(Natural Science Edition)Oct. 2012基于CATIA的快速设计邱静，汤峰(安徽交通职业技术学院汽车与机械工程系，合肥230051 )摘要: 以制动系统中的制动踏板为例子，讨论了二次开发CATIA的过程.在CATIA平台上,运用参数化设计思想，实现了零件建模、尺寸参数自动提取、人机界面定制等功能，完成了基于CATIA的制动踏板参数化设计任务.解决了CATIA 工程框图不符合我国标准的问题.关键词:快速设计; CATIA; 二次开发中图分类号: U463.55文献标志码: A文章编号: 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引言由于汽车工业的高速发展及世界汽车巨头加大采购中国零部件力度，中国汽车零部件企业面临着前所未有的挑战和机遇.目前，虽然企业在设计中大量运用了CAD技术，但大多使用的是通用CAD系统，不仅设计周期长，而且很难-一次性满足产品设计要求.画图软件的二次开发更适应顾客的需求，带给顾客的是一一种量身定做的服务，可以提高作业效率，大大增强设计工作的易操作性.快速设计课题是对CATIA的二次开发，目的是实现汽车制动踏板部件参数化设计的系统功能.在界面内输人零件的特征尺寸参数，以获得需要的零件建模及其装配体与工程图，还可以对其进行运动分析，大大提高了汽车零部件的设计效率，缩短了设计周期，提高了设计质量,增强了汽车制造业的竞争力.1 CATIA 二次开发方法二次开发CATIA的五种方法: 1)Standard format import/export(标准格式的输人/输出); 2)Automation API(使用自动化应用接口的宏); 3)Knowledge Ware(智能构件); 4)Interactive User Defined Feature(交互式的用户定义特征); 5)CAA V5的C++和Java应用接口"在CATIA的这些开放性接口中，1)和 3)只用于简单的数据交换，不是真正的二次开发方法，其他三种方法可实现装配、造型等操控功能，是_二次开发的主要方法.现在使用最多的方法是2)和5),采用Automation软件进行开发，虽然其功能限制很多，但人门较容易;而CAA C++正好相反，入门困难，要求的知识层次较高，但它可以实现的功能强大[41. CAA(组件应用架构)是可以开发、运行于Windows系统和UNIX系统上的应用程序,来源于通过达索公司提供的RADE和API实现的强大开放性功能. RADE是快速应用研发环境,其开发流程是可视的,有完整的使用工具系统,以Microsoft Visual C++中国煤化工收稿日期: 2012-09-07修回日期: 2012-10-13YHCNMHG作者简介:邱静(1979-), 女，安徽庐江人.讲师，硕士,研究方向:数字化设计及现代设计理论. E-mail: 369331631 @qq.com.●442●新乡学院学报(自然科学版)为载体，在VC中载人CAA的所有工具; API 应用接口提供操控各对象的方法、工具和接口.2尺寸驱动法尺寸驱动是把零件尺寸看成变量,通过改变零件尺寸得到新的图形.在定义-个典型零件时，设计人员只要拓扑结构正确，不必关注几何元素的准确位置，标好零件尺寸后，在几何元素和尺寸间就建立了互动联系，改变尺寸参数值就得到了结构相同的系列零件族，它给重新生成零件图形与修改零件尺寸带来了极大的方便[3!.在CATIA V5中，采用尺寸驱动法快速设计的基本思路是:开始设计时，任选- - 个常规零件型号尺寸，按照正确的约束关系构建零件模型;想要生成其他规格零件时，可直接修改相关约束关系和工程关系信息，发出改变相关图元的变动信息，得到需要的零件模型.3实现快速设计功能.研究制动系统的制动踏板快速设计步骤，并建立相应的人机交。I互界面，制动踏板装配图见图1.3.1系统功 能和总体设计方案系统总体设计方案见图2,由支撑系统实现模块化、尺寸分析、建模、数据库管理等功能;在应用层中呈现的系统设计流程是在CATIA中的无缝对接零部件开发子系统，进入系统后,选择图1制动踏板装配图参数化模块;再从模块进人涉及的零件设计界面，即可进行参数Fig. 1 Brake pedal assembly drawing化设计;数据存储提供建模需要的尺寸数据，建模后，可以此尺寸进行装配、工程分析等.根据需要及发展趋势，系统选用现在流行的CATIA三维设计软件,在CAA提供的RADE中,用不同的API接口,实现CATIA的二次开发目标,设计出简单明了、模块化技术尺寸分析技术[建模及装配技术易操作的制动系统参数化设计界面.采用微软的SQL配置调用技术数据库管理技术][ 工程图处理技术.Server2000数据库，并用ADO方式管理它.模块化分析尺寸分析[ 零件建模及装配3.2数据库访问开发ADO数据库基本流程如下: 1)初始化COM库,得.用配置自动更新]敷据库建立及调用JC 工程图生成配置规则标准件库到ADO库定义文件; 2)链接Connection对象与数据库; 3)VisualC*+ 1二CATIA V5 SQL Server2000在2)的基础.上，让Connection、Command 对象执行SQL命Windows XP令或让Recordset对象得出结论，记录集进行搜索和处理; 4)图2系统总体方案图完成以上任务后,断开链接,腾出程序占用的COM空间.Fig.2 Overall scheme of the system3.3 嵌入功能模块以按钮和菜单的形式把设计系统嵌入CATIA系统中.可分成按钮嵌入和菜单响应两个方面.3.4建立人机交互界面在CATIA的顶层菜单栏中，直接加入“汽车部件设计”子系统，点击“汽车部件设计”进入后，出现的“下拉菜单”中有“ 制动踏板”条，点击它即可进人制动踏板的详细设计工作界面.其中有各模块的选择界面，可继续选择不同的零件界面，完成下一步的设计工作任务.在具体的零件参数化界面中，以图像的形式直观地反映各部分尺寸，可自由地输人新的参数值，同时，将输入值存人数据库.图3是支撑板的参数化设计界面.图3支撑板参数化设计界面3.5建模并提取特征尺寸CATIAV5中的参数自动获取功能，能在开始画草图时Fig.3 Parametric design interface of support plate保留前一次输入的尺寸数据，还能在以后的设计中修改尺寸数据，这是最原始的参数化建模.如何把实际模型的尺寸变成CATIA中的、用来控制三维零件模型的特征参数，是中国煤化工的关键.CATIA V5的尺寸约束把构造和尺寸相结合，以尺寸约束控制构MHCN MH G的尺寸，标注既不能少也不能多.邱静，汤峰:基于CATIA的快速设计443●3.6定义用户参 数和尺寸在支撑板中，参数可归结成六个特征尺寸，在公式编辑器中逐一-定义参数后，还要在图形尺寸和参数之间建立一-对应关系.图4是定义后的界面图，由图4可见，位于左边的设计树增加的“参数”与“关系”标签.L723.7提 取并改变参数输出 新模型.上面的定义工作任务完成后，可通过程序从接口获取上k公式1:零新件几网体镇充基小八.围1小演10ffe=ur这些数据信息,并修改它的参数值,生成新的零件模型.首事制件几州体\开德院5\本图6痛标1soffe L先，在内存中导人建好的零件模型，按照“根目录”到“设计特征”再到“参数列表”的次序，获得零件模型的逐层零时件几问体:零部件几何体开槽吃4\草图.5(平径193\年楼”=D° 12接口.在设计界面中输人新的参数尺寸数据后，系统会依图4支撑板的尺寸参数及关系据新数值，生成新尺寸的零件模型.ig. 4 Support plate size parameters and relations4标准工程框图功 能的实现在应用CATIA工程图模块的过程中,我国设计人员发现存在标准化的问题，它不能绘制符合我国国标的工程图，只提供符合国际标准(ISO)、日本工业标准(IS)、美国国家标准(ANSI)等"的模型图.为了绘出符合我国标准的图框，我们选用手工绘图法，生成标题栏和明细栏15)，步骤如下:首先，创建-一个空白工程图文件;然后，选择“编辑”→“页背景”命令，进入背景图设计平台，画出符合我国标准的图框和标题栏.在下一次绘制工程图时，就可以引人已有的图框插入背景视图.5结束语在基于特征参数化技术的基础上，采用面向对象的模块化编程技术与数据库技术,对CATIA进行二次开发.基于CATIA三维设计平台，利用CATIA提供的CAA RADE开发环境、Visual C++开发工具和SQLServer2000数据库系统，完成了制动踏板的快速建模系统的设计.参考文献:[1] 何朝良，杜延娜，张超.基于CAA的CATIA二次开发初探[J].自动化技术与应用，2006 (9): 37-40.[2]龙峰，樊留群.CATIAV5二次开发技术探讨[].淮阴工学院学报，2005 (5): 21-23.[3] 毛春升.基于CATIA的零件参数化建模技术研究与系统实现[D]武汉:武汉理工大学，2007.[4]董玉德，赵韩.CAD二次开发理论与技术[M].合肥: 合肥工业大学出版社，2009: 248.[5] 王宗荣，左敦稳，王珉基于CATIA的工程图图框、标题栏和明细栏快速生成技术[D].中国制造业信息化，2006, 35(21): .58-61.[责任编辑 黄艳芹]中国煤化工MYHCNMH G