（机械制造及其自动化专业论文）基于protoolkit的公差国标标注系统的二次开发.pdf

硕i ：学位论文 摘要 针对当前p r o e n g 烈e e r 软件在使用过程中所面临的工程图二维标注功能比 较弱且不符合国家标准的情况，提出了对产品进行二次开发，完善其二维标注的 能力，力使用户在使用过程中也能迅速、快捷、准确的完成工程图的标注。本课 题在p r o e n g i n e e rw i l d f i r e 4 0 的环境下。利用v c + + n e t 技术和p r o e n g i n e e r 二次开发工具p r o t o o l k i t ，通过动态连接库方式来实现公差标注的二次开发定 制。并对其中所涉及到的菜单开发设计以及m f c 对话框开发设计关键技术进行 了研究，开发出符合国标且简单易用的公差标注插件。 首先，对p r o e n g i n e e r 二次开发中涉及的p r o t o o l k i t 工具包中的头文 件和相关开发函数以及相关的计算机知识进行了较为全面的学习和研究。为之后 的编程开发建立基础。 继而，对相应的公差进行了分类，以实现了对工程图二维标注方法的国标化。 研究并实现了p r o e n g i n e e r 软件的a p i 与m f c 间的接口连接。克服了 p r o e n g i n e e r 在二次开发上利用c + + 语言进行开发的技术难题。通过对 m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 中的m f c 、菜单及对话框制作技术的分析研究，开发 出了可挂靠于p r o e n g i n e e r 界面下的有效菜单及相应对话框。 第三，建立了p r o e n g i n e e r 软件的公差符号库，用户可在p r o e n g i n e e r 环境下利用新菜单及对话框实现对形位公差国标符号库、尺寸标准公差以及上下 偏差的调用。 从工程角度出发，最终开发出了简单易用并且符合国标的公差通用化标注系 统。 关键词：二次开发；公差；m f c ；i 重i 标标注系统；p r o t o o l k i t ；v c + + a b s t r a c t i nv i e wo ft h ep r o b l e me x i s t e di np r o e n g i n e e rs o f t w a r e ，w h i c hw a s n o tg o o d e n o u g ht of i n i s ht h ea n n o t a t i o no ft w o d i v i s i o ne n g i n e e r i n gd r a w i n ga n d c o n t o r i l l e d t h en a t i o n a ls t a n d a r d sb a d l y ，t h es e c o n dd e v e l o p m e n ti nt w od i v i s i o n a n n o t a t l o nh a d b e e np f o p o s e dt om a k es u r et h ec u s t o m e r c o u l dm a k et h ea l l n o t a t i o nr a p i d l y 锄d a c c u r a t e l y t h et o p i c t o o kt h ea d v a n t a g eo ft h et e c h n o l o g y o fv c + + n e t 锄d p r o e n g i n e e rs e t e n dd e v e l o p m e n t t o o l sp r o t o o l k i t t of i n i s h t h es e c o n d d e v e l o p m e n tc u s t o m i z a t i o no fg e o m e t r i c t o l e r a n c et h r o u g had y n 锄i c 。1 1 i l l 【1 1 b r a r y w a yi nt h ep r o e n g i n e e rw i l d f i r e 4 0e n v i r o n m e n t a tt h es a m et i m e ，t h ep a p e r r e s e a c h e dt h ek e yt e c h n o l o g yo fm e n ud e v e l o p m e n td e s i g na n dm f c d i a l o gb o x d e v e l o p m e n td e s i g ni n v o l v e di n t h ep a p e ra n dd e v e l o p e da ne a s y 。t o u s ep l u 9 1 no f t o l e r 锄c ea n n o t a t i o na c c o r d i n g t ot h en a t i o n a ls t a n d a r d s f i r s to fa 1 1 ，t h er e l e v a n td e v e l o p m e n tf u n c t i o n i np r o t o o l k i t 鲫dr e l a t e d k n o w l e d g e o fc o m p u t e rh a v eb e e n r e s e a r c h e dc o m p r e h e n s i v e l y t oe s t a b l l s h a f o u n d a t i o nf o rp r o g r a m m i n gd e v e l o p m e n t t h e n t h ec o r r e s p e n d i n gt o l e r a n c eh a v eb e e nc l a s s i f i e d i no r d e rt or e a l i z et h e t w o d i v i s i o na n n o t a t i o nw a y si ng b i nt h es a m et i m e ，t h e c o n n e c t i o nb e t w e e nt h ea p i o fp r o e n g i n e e rs o f t w a r e a n dm f ci n t e r f a c eh a v eb e e ns t u d i e d , o v e r e o m i n gt h e t e c h n i c a lp r o b l e m o fs e c o n dd e v e l o p m e n tb y u s i n g c + +l a n g u a g e mt h e p r o e n g i n e e r4 0e n v i r o m e n t t h r o u g ha n a l y z i n gt h et e c h n o l o g yo f t h em f co f m i c r o s o rv i s u a ls t u d i o n e t a n dm e n u d i a l o gb o xp r o d u c t i o n ，d e v e l o p i n g e f f e c t l v e m e n ua n dt h ec o r r e s p e n d i n gd i a l o g b o x ，w h i c hc o u l db e e ns c h e d u i e d t oc a l la t p r o e n g i n e e ri n t e r f a c e t h i r d l y ，t h em f c ( m i c r o s o f tf o u n d a t i o nc l a s s e s ) o f m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t h a db e e nw e l ls t u d i e da n dt h ed i a l o gb o xr e s o u r c e s w o u l db e e nd e v e l o p e a f i n a l l y ，au n i v e r s a la n n o t a t i o ns y s t e m o ft h et o l e r a n c ew h i c hi ss l m p i e a n d c o i n c i d ew i t hn a t i o n a ls t a n d a r df r o me n g i n e e r i n ga n g l eh a v eb e e n f i n i s h e d k e y w o r d s ：t h e 基e c 。n d a r yd e v e l 。p m e n t ；t o l e r a n c e ；m f c ；a n n 。t a t i n gs y s t e m 。f g b ；p r o t o o l k i t ；v c + + i i 硕l j 学位论文 插图索引 图2 1p r o t o o l k i t 安装界面1 0 图2 2p r o t o o l k i t 同步和异步运行模式1 2 图2 3p r o t o o l k i t 函数含有的项目信息一17 图2 4v c + + n e t 编译错误提示19 图3 1 程序的实现调用关系2 6 图4 1 总体结构2 8 图4 2 库文件的添加3 0 图4 3 工程属性的配置3 0 图4 4 非模态对话框的处理过程3 6 图4 5 形位公差的分类3 8 图4 6 形位公差标注主对话框3 9 图4 7 特殊标注主对话框3 9 图4 8 国标基准标注对话框4 0 图4 9 形位公差标注实例一4 0 图5 1 数据库接口方案4 2 图5 2 尺寸公差标注的整体设计流程图一4 3 图5 3 孔偏差代号分离查询方案4 4 图5 4 标准公差表4 9 图5 5 孔的极限偏差表“5 0 图5 6 尺寸公差标注主对话框5 0 图5 7 尺寸公差标注实例一5 0 图6 1 表面结构标注主对话框5 4 图6 2 表面结构标注实例5 4 图7 1m f c 新建对话框类5 5 图7 2 公差标注应用程序注册6 6 附图1 1p r o e 属性对话框7 3 硕f ：学佗论文 第一章绪论 1 1c a d 技术的发展历程 c a d 就是“c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ”的缩写，意思就是计算机辅助设计，它是 指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作【l 】。c a d 能够减轻设计人 员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。c a d 技术起始于2 0 世纪5 0 年代后期 的美国麻省理工大学，但由于当时硬件设施的昂贵，只有美国通用汽车公司和美 国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。进入7 0 年代，随着绘图在计算 机屏幕上变的可行而开始迅猛发展【2 】。早期的c a d 技术主要体现在利用二维计算 机来辅助绘图，人们借助此项技术以摆脱繁琐、费时的手工绘图。这种情况一直 持续到7 0 年代末。进入8 0 代，随着微型计算机的迅速发展，使计算机辅助工程 设计逐渐成为现实，再加上诸多功能强大的外围设备，如大型图形显示器、激光 打印机、绘图仪的问世，极大地推动了c a d 技术的快速发展。与此同时，c a d 技术理论也发生了几次重大的创新，形成了曲面造型、实体造型、参数化设计及 变量化设计等各个分系统。目前，c a d 软件已经做到设计与制造过程的集成，不 仅可以进行产品的设计计算和绘图，而且还能实现自由曲面设计、工程造型、有 限元分析、机构仿真、模具设计制造等功用1 3 】。c a d 技术已全面进入实用化阶段， 广泛用于机械、建筑、纺织、电子、宇航等领域的产品设计、结构设计、造型设 计、工艺过程设计等各环节。 1 1 1 第一次c a d 技术革命曲面造型系统 6 0 年代出现的三维c a d 系统只是简单的线框式系统，它只能表达基本的几 何信息【4 】，不能有效地表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息， c a e 及c a m 均无法实现。 进入7 0 年代，正值飞机和汽车工业蓬勃发展的时期，此间飞机及汽车制造 中遇到的大量的自由曲面问题，在当时只能用多截面视图和特征纬线的方式来进 行表达。由于三视图方法表达的不完整性以及工业上的应用的需求的推动，此时 法国人提出了贝赛尔算法使得用计算机处理曲线及曲面问题变的可行。同时，法 国达索飞机制造公司也基于此算法，在二维绘图系统c a d a m 的基础上，开发出 以表面模型为特点的三维造型系统c a t i a 。c a t i a 的出现，标志着计算机辅助设 计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描 述产品零件的主要信息，同时也使得c a m 技术的开发有了实现的基础。曲面造 基于p r o t 0 0 1 k i t 的公差同标标汴系统的次开发 型系统c a t i a 为人类带来了第一次c a d 技术革命，改变了以往只能借助油泥模 型来近似表达曲面的工作方式。 1 1 2 第二次c a d 技术革命实体造型技术 8 0 年代初，c a d 系统的价格依然令一般企业望而却步。这使得c a d 技术无 法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更有特色，以c v 、s d r c 、u g 为代表的 系统开始朝各自的发展方向前进。7 0 年代末到8 0 年代初，由于计算机技术的大 跨步前进，c a d 、c a m 技术也开始有了较大发展。s d r c 公司在当时星球大战的 背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了许多分析模块，用以降低巨大的太 空实验费用，同时在c a d 技术方面也进行了许多开拓；u g 则着在曲面技术的基 础上发展c a m 技术，用以满足麦道飞机零部件的加工需求；c v 和c a l m v 则将 主要精力都放在c a d 市场份额的争夺上。 尽管有了表面模型，c a m 的问题可以基本解决。但由于表面模型只能表达 形体的表面信息，难以准题在于分析的前处理特别困难。基于对于c a d c a e 一 体化技术发展的探索，s d r c 公司于19 7 9 年发布了世界上第一个完全基于实体造 型技术的大型c a d c a e 软件i d e a s 。由于实体造型技术能够精确表达零件 的全部属性，在理论上有助于统一c a d 、c a e 、c a m 的模型表达，给设计带来 了惊人的方便性。它代表着未来c a d 技术的发展方向。基于这样的共识，一时 间实体造型技术呼声满天下。可以说，实体造型技术的扑几应普及应用标志着 c a d 发展史上的第二次技术革命。 实体造型技术带来了算发改进和未来发展的希望的同时，也带来了数据计算 量的极度膨胀。因此，在当时的硬件条件下，实体造形的计算及显示速度很慢， 在实际应用中作设计显的很勉强。由于以实体模型为基础的c a e 本身就属于高层 次技术，普及面窄；另外，在算法和系统效率的矛盾面前，许多赞成实体造型技术 的公司并没有下大力气去开发它，而是转去开发相对容易的表面造型技术，各公 司的技术因此再度分道扬镳，实体造型技术因此没能在整个行业迅速推广。推动 此次技术革命的s d r c 公司也与幸运之神擦肩而过，失去了一次大发展的机会。 在此后的十年里，随着硬件性能的提高，实体造型技术又逐渐为众多c a d 系统 所采用。 1 1 3 第三次c a d 技术革命参数化技术 进入8 0 年代中期，c v 公司内部以高级副总裁为首的一批人提出了一种比无 约束自由造型更新颖、更好的算法参数化实体造型方法，这种算法主要有以 下特点：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。 2 硕f ? 学佗论文 当时的参数化技术还有很多技术难点有待攻克，c v 公司内部也就是否投资 参数化技术展开激烈争论。由于参数化技术核心算法与以往系统有本质差别，若 采用参数化技术，势必要将全部软件重写【5 】，投资及工作量将非常惊人。另一点 就是，当时技术主要用于航空和汽车工业，参数化技术还不能为这些工业中所需 的大量自由曲面提供有效的工具，更何况当时c v 软件在市场、上呈供不应求之 势。因此，c v 公司内部否决了参数化方案。 策划参数化技术的这些人在新是想无法实现的情况下集体离开了c v 公司，令 成立了一家参数化技术公司( p a r a m e t r i ct e c h n o l o g yc o r p p t c ) ，开始研制名为 p r o e n g i n e e r 的参数化软件。早期的p r o e n g i n e e r 软件性能很低，只能完成 简单的工作，但由于第一次实现了尺寸驱动零件设计修改，使人们看到了它给设 计者带来的方便性。 8 0 年代末，计算机技术迅猛发展，硬件成大幅度下降，c a d 技术硬件凭台 成本从二十几万元降到几万美元，很多中小企业也开始有能力使用c a d 技术。 由于它们的设计工作量并不大，零件形状也不复杂，更重要的是他们无钱投资大 型高档软件，因此他们把目光投向了中低档的p r o e n g i n e e r 软件。p t c 也正是 因为瞄准了这一中档市场，才迎合了众多中小企业在c a d 上的需求，一举取得 成功。进入9 0 年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、 零部件设计上存在的、简便易行的优势。踌躇满志的p t c 也因此先行挤占了低端 a u t o c a d 市场，以致于在几乎所有、。c a d 公司的营业额都在呈上升趋势的情况 下，a u t o d e s k 公司的营业额却增长缓慢【6 j ，市场排名连续下挫。继而，p t c 公司 又试图进入高端c a d 市场，与c a t i a 、s d r c 、c v 、u g 等群雄在汽车及飞机 制造业市场逐鹿。目前，p t c 在c a d 市场份额排名已名列前茅。可以说，参数 化技术的应用主导了c a d 发展史上的第三次技术革命。 1 1 4 第四次c a d 技术革命变量化技术 参数化技术的成功应用，使它在9 0 年代几乎成为c a d 业界的新标准。但参 数化技术尚有一些不足之处。首先，“全尺寸约束 这一硬性规定相当程度上干 扰和制约着设计者创造力以及想象力的发挥。全尺寸约束，即设计者在设计的全 过程中，必须将尺寸和形状联合起来考虑，并且通过尺寸约束来控制形状，通过 尺寸的改变驱动形状的改变一切以尺寸为出发点。一旦所设计的零件形状过于 复杂，面对着满屏幕的尺寸，设计者往往会不知所措；再者，设计中关键形体的 拓扑关系发生变化，失去了某些特征约束也会造成系统数据的混乱。于是一种以 参数化技术为蓝本的实体造型技术一变量化技术应运而生。变量化技术既保持了 原有参数化技术的优点，同时又改进了它的许多不足之处。它的成功应用，为c a d 技术的发展提供了更大的平台与机遇。s d r c 公司推出的i - d e a sm a s t e rs e r i e s 3 基于p r o t o o l k i t 的公差国标标沣系统的二次开发 软件率先使用变量化技术。可以说，变量化技术既成就了s d r c ，也驱动了c a d 发展的第四次技术革命。 1 1 5 第五次c a d 技术革命同步建模技术 同步建模真正意义的问世是在2 0 0 8 年4 月2 2 日，s i e m e n sp l ms o f t w a r e 在 汉诺威工业博览会上举办的全球媒体和分析师大会上正式发布了该项技术，引起 业内的广泛关注。同步建模技术把约束驱动技术与直接建模完美地结合在一起， 可谓是数字化开发领域的一项重大突破，一时被称之为c a d 领域的又一次革命。 同步建模技术突破了基于历史的建模系统所固有的系统架构所产生的障碍。该技 术具有识别当前几何体状态的功能，实时分析确认定位依属关系，不必从编辑的 角度对模型进行传统的完全重建，即可实现模型的变更【7 】。根据模型的不同复杂 程度和编辑历史的长短，用户就能获得显著的性能提升。 纵观c a d 技术将近三四十年的发展历程，可见众多厂商的成败无不与其技 术发展密切相关。c a d 技术基础理论的每次重大进展，无一不带动了c a d c a e c a m 整体技术的提高以及制造手段的更新。技术的发展，永无止境。正是这种 此消彼长的互动和更替，造就了c a d 技术的发展与兴旺，促进了工业革命的高 速发展。 1 2 c a d 系统的组成 c ad 系统是c a d 技术中最重要的组成部分，通常以具有图形功能的交互计 算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端，图形输入板，绘图 仪，扫描仪，打印机，磁带机以及各类软件。 工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交 互式计算机系统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示 终端，可以联在资源享的局域网上工作，已形成最流行的c a d 系统。 个人计算机( p c ) 系统价格低廉，操作方便，使用灵活。8 0 年代以后，p c 机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应 用，以及p c 机网络技术的发展，由p c 机构成的c a d 系统已大量涌现，而且呈 上升趋势【引。 除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，c a d 主要使用交互式图形显 示软件、c a d 应用软件和数据管理软件3 类软件。 4 帧f ：学位论文 1 3 课题的提出及发展现状 1 3 1 开发平台的选取 进入2 0 世纪8 0 年代以来，国际上推出了一大批优秀的通用c a d 集成软件， 如p r o e n g i n e e r ，u g ，a u t o c a d ，s o l i d w o r k 等) 。相比之下，p r o e n g i n e e r 软 件在曲面造型、数控加工代码生成以及实现参数的全相关性方面有着很大的优势， 此外，p r o e n g i n e e r 还提供齐全的二次开发工具。在国内，p r o e n g i n e e r4 0 版本已经拥有大量用户并逐步发展成为各版本中的主流。因此，课题拟采用 p r o e n g i n e e r4 0 作为开发平台。 1 3 2p r o e n g i n e e r 软件的简介 美国参数技术公司( p t c ) 出品的p r o e n g i n e e r 软件，自l9 8 8 年问世以来， 经过十几年的发展已成为全世界最普及的三维设计软件之一，该软件以使用方便、 参数化造型和系统的全相关性而著称，目前在我国的电子、家电、塑料模具等行 业取得了广泛的应用，是国外c a d c a m 软件中国内用户数最多的软件。 p r o e n g i n e e r 软件提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关性的概 念改变了机械c a d c a e c a m 的传统观念，这种全新的概念已经成为当今世界 c a d c a e c a m 领域的新标准。p r o e n g i n e e r 与传统的c a d 系统仅提供绘图 工具有着极大的不同，它提供了一套完整的机械产品解决方案，包括工业设计、 机械设计、模具设计、板金设计、加工制造、机构分析、有限元分析和产品数据 管理，甚至包括产品生命周期的管理，它使产品的设计效率大大提高，使产品在 设计初期具有更多的灵活性，保证在日后根据系统要求进行相应的更改和计算【9 】； 另外在产品的设计方案阶段，可以形象的表现系统的组成特点，而在产品的生产 阶段可以方便与加工中心数据连接。 p r o e n g i n e e r 的特性如下： 1 全相关性与单一数据库( t h ec o r r e l a t i o na n das i n g l ed a t a b a s e ) p r o e n g i n e e r 的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某 处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括 装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改， 却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前 发挥其作用。p r o e n g i n e e r 可随时山3 d 实体模型产生2 d 工程图，而且自动标 示工程图尺寸，在3 d 或2 d 图形上作尺寸修正时，其相关的2 d 图形或3 d 实体 模型均自动修改，同时装配、制造等相关设计也会自动修改，如此可确保数据的 正确性，并避免反复修正的耗时性。由于采用单一数据库，提供了所谓双向关联 性的功能，这种功能也正符合了现代产业中所谓的同步工程观念。 5 基于p m 厂r 0 0 l ，k t t 的公差同标标沣系统的二次开发 2 以特征作为设计的单位( t h eu n i to f t h ed e s i g nw i t ht h ef e a t u r e ) p r o e n g i n e e r 使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特 征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计 特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特 征设置参数( 不但包括几何尺寸，还包括非几何属性) ，然后修改参数很容易的 进行多次设计叠代，实现产品开发。 3 3 d 实体模型( 3 de n t i t ym o d e l ) 3 d 实体模型除了可以将用户的设计概念以最真实的模型在计算机上呈现出 来之外，用户可以随时计算出产品的体积、面积、质心、质量、惯性矩等，真实 地了解产品，并补充传统的面结构、线结构的不足。用户在产品设计的过程中， 可以随时掌握以上重点，设计物理参数，减少许多人为计算时间。 4 参数式设计( p a r a m e t r i cd e s i g n ) 配合单一数据库，所有设计过程中所使用的尺寸( 参数) 都存在数据库中，修 改c a d 模型及工程图不在困难。设计者只需更改3 d 零件( p a r t ) 的尺寸，则2 d 工 程图( d r a w i n g ) 3 d 装配件( a s s e m b l y ) 、模具( m o l d ) 等立即依照尺寸的更改做几何 形状的变化，以此来达到设计修改工作的一致性，避免发生人为改图的疏漏情况， 减少许多人为改图的改图的工作时间与人力消耗。而且由于有参数式的设计，用 户可以可自动计算出应有的外形，减少尺寸逐一修改的繁琐费时，并减少错误的 发生。 5 数据管理( d a t am a n a g e m e n t ) 加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率， 必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制， 正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了p r o e n g i n e e r 独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 6 装配管理( a s s e m b l em a n a g e m e n t ) p r o e n g i n e e r 能够让用户使用贴合( m a t e ) 、插入( i n s e r t ) 、对齐( a l i g n ) 等直 觉式指令，轻松装配零部件，达到设计目的。而高级的功能则支持大型复杂部件 的创建与管理，并且零件数目不受限制。 7 易用性( e a s e o f u s e ) p r o e n g i n e e r 独有的自动导引菜单为用户提供使用方便的选项，也可以预 先选定最常用的功能。此外，系统还提供简短的功能菜单说明，以及完整的在线 帮助。这些都使得p r o e n g i n e e r 具有非常好的易用性。 8 工程数据库再利用( e n g i n e e r i n gd a t ar e u s e ) 6 帧1 ：学化论文 工程数据再利用就是为了达到大幅度提高生产力、降低成本的目的，而以标 准、公认的设计作为新产品设计的基础，它能够让用户快速开发整个产品系列。 9 硬件独立性( h a r d w a r e l de p e n d e n c e ) p r o e n g i n e e r 可以在u n i x 和 w i n d o w s 9 8 2 0 0 0 x p 平台下运行，并在每个系统中都维持相同的界面。用户可以 根据自己的需求，选购最经济的硬件设备，在混用或搭配任何一种平台组合。由 于p r o e n g i n e e r 可以运行在不同的环境之中，因此可以方便的让信息在不同平 台的机器之间相互转换。 1 3 3 开发公差标注系统的意义及发展现状 p r o e n g i n e e r 软件系统是美国参数化技术公司p t c 的优秀产品，它可以完 整实现集成产品的三维模型设计、分析、数控加工代码生成以及绘图等要求 p r o e n g i n e e r 软件最大的一个特点就是模型数据参数化、全相关化【1 0 】。全相关 技术即产品的三维模型与二维图形能够相互关联，能高效率地生成二维投影视图。 由于在目前乃至相当长的时间内，在国内机械产品的生产实践中，二维工程图纸占 有重要地位。而作为重要的技术文档，二维工程图必须要有一定的规范和标准，特 别是工程信息的标注，如各种标注符号( 公差、表面粗糙度等) 、标题栏和明细表以 及工程图的打印等。p r o e n g i n e e r 在具体的设计实现过程中，由于其二维标注 功能较弱【1 1 。1 2 】且不符合国家标准，大大制约其在中国的使用和发展。不少科技工作 者在此方面作了一些探索，比如试图将p r o e n g i n e e r 中的工程图导入到 a u t o c a d 中去，再利用c a d 的绘图功能进行图形修改，这是一种可行的方法， 但需采用第三方软件，不仅影响设计效率，而且其图形在格式转换时还会丢失信 息【l3 1 。另外一种常用办法是以公司等小集体为单位对符合自己公司特定要求的公 差标注进行二次定制【l4 1 ，但本方法通用性较差且费时费力。 基于这些，为了使p r o e n g i n e e r 软件能在特定的企业单位的特定产品设计 中最大限度的发挥潜力，创造效益，需对p r o e n g i n e e r 进行二次开发，换句话 说，二次开发就是对p r o e n g i n e e r 进一步的充实、完善。 目前，利用p r o e n g i n e e r 族表( f a m i l y t a b l e ) 建立符合我国标准的标准零件 库是好多企业采取的方法。族表( f a m i l yt a b l e ) 是p r o e n g i n e e r 中的一个利用表 格来驱动模型的工具。用户可以将事先定义好的模型( 在表格中称之为“g e n e r i c 零件) 中可供驱动的尺寸参数、特征、模型参数等放入表格中。用户在表格中输入 新的参数值就可以创建一个新的零件( 在表格中称之为“i n s t a n c e ”零件) 【1 5 】。采 用这种方法可以方便地生成标准零件库，但是由于其交互性的缺陷及操作复杂给 用户使用带来不便，并且存在装配时不能直接调用和占有的内存空间大的缺点。 基于上述原因，利用p r o t o o l k i t 工具箱及v c + + 开发操作简单和有良好人 机交互界面且符合国标的通用化标注系统就显得相当有必要。 7 慕于p r o t o o l ，k i t 的公差同标标沣系统的二次开发 1 4 课题的目的 本课题的目的是：在p r o ew i l d f i r e4 0 的环境下，利用v c + + n e t 技术和p r o e 二次开发工具p r o t o o l k i t ，通过动态连接库方式来实现公差标注的二次开发定制。 并对其中所涉及到的菜单开发设计以及m f c 对话框开发设计关键技术进行了研 究，开发出符合国标且简单易用的公差标注插件。 1 5 课题的研究内容 本课题的主要研究内容如下： 1 、p r o e n g i n e e r 二次开发过程中所涉及的p r o t o o l k i t 工具包中的头文 件类型和相关底层开发函数的功能与应用。 2 、c + + 语言及v c + + 的相关类的功能与应用实现。 3 、二维工程图的标注优化实现。 4 、p r o e n g i n e e r 软件的a p i 与m f c 间的接口连接。 5 、利用m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t 中的m f c 进行对话框资源及菜单的开发 技术。 6 、d l l 程序与a c c e s s 数据库的接口对接技术及相应的查询技术。 7 、p r o e n g i n e e r 公差符号库，包括形位公差国标符号库、尺寸标准公差数 据库以及上下偏差数据库的建立。 8 、相关的计算机存取与应用知识以及在p r o t o o l k i t 程序的开发过程中所 需注意的相关知识及技术。 8 硕i ：学化论文 第二章p r o t o o l k i t 二次开发的基础理论 2 1p r o t o o l k i t 开发环境介绍 2 1 1 p r o t o o l k i t 工具箱简介 p r o t o ol k i t 是p t c 公司为p r o e n g i n e e r 提供的用户化开发专用工具箱， 该工具箱可以为用户程序及第三方程序提供与p r o e n g i n e e r 的无缝连接。 p r o t o o l k i t 提供了一个c 语言的函数库，通过p r o t o o l k i t ，用户或第三方 的应用程序以一种安全的、可控的方式访问p r o e n g i n e e r 的数据库和应用程序。 可以说p r o t o o l k i t 是p r o e n g i n e e r 应用程序开发者的a p i ( 应用程序接口) 。 用户可通过c 程序代码扩充p r o e n g i n e e r 系统的功能，开发出基于 p r o e n g i n e e r 系统的应用程序模块，从而满足用户的特定要求。 由于p r o t o o l k i t 采用的是面向对象的方式来编写的。所以，用来在 p r o e n g i n e e r 和应用程序之间传递信息的数据结构对外部应用程序来讲是不可 见的，只能通过p r o t o o l k i t 中提供的函数来访问。p r o t o o l k i t 支持在 w i n d o w s x p w i n d o w s7 操作系统中使用c 和c + + 语言在m i c r o s o f t v i s u a l c + + 8 0 的集成环境下完成对程序的设计、调试及编译。 利用p r o t o o l k i t ，可以实现以下功能： 自动化建模过程( 对于由几何或参数约束驱动的衍生或单一用途模型) ； 监控用户的交互进程状态，以强制执行公司规则或提供设计建议； 集成需要访问p r o e n g i n e e r 数据或操作的外部应用程序； 扩展p r o e n g i n e e r 用户界面，使定制流程无缝嵌入到界面中； 使用专门用来节省设计时间及避免设计错误的应用程序来自动化繁琐 或困难的p r o e n g i n e e r 操作； 创建可自动运行的流程，无需使用即时或指定时间启动的界面1 1 6 之0 1 。 2 1 2p r o t o o l k i t 的安装与测试 1 、p r o t o o l k i t 的安装 要想利用p r o t o o l k i t 进行有关p r o e n g i n e e r 的二次开发，首先必须正 确安装p r o t o o l k i t 工具包，p o r t o o l k i t 是随p r o e n g i n e e r 安装盘一起提供 的。在安装时，在“元件 列表框中选中“a p it o o l k i t 复选框，之后在“子元 件 列表框中选中“p r o t o o l k i t ”复选框进行安装，安装完成后将在p r o e n g i n e e 9 基于p r o t o o l k i t 的公差国标标注系统的二次开发 r 系统的默认主目录下自动创建两个下级目录：p r o t o o l k i t 和p r o d e v e l o p p r o t o o l k i t 目录中共有4 个子目录：i 4 8 6n t ，i n c l u d e s ，p r o t ka p p l s 和p r o t k d o c 。头文件位于 p r o t o o k i t i n c l u d e 目录文件夹内，库文件位于p r o t o o l k i t i 4 8 6n t o b j 目录文件夹内。 这两种类型的文件是用v c + + 开发p r o e n g i n e e r 应用程序必不可少的支持文件。 其余两个子目录的内容分别为程序实例文件和帮助文档。 p r o t o o l k i t 的安装界面如图2 1 所示。 要安装的功能 园r 趸i 产品功能 ：匪夏 p r o e n g i n e e r 壬： e p r o e n g i b i e rm e c h a n i c a 【鱼二jp r o e n g i l q e e rh e l pf i l e s 【旦= jp t c s c t 呻 童，n 吾 选项 暑r 苫r 刁a p i 工具包 压夏 j - l i n k 臣主 p r o w e b l i n k e v i s u a l b a s ica p 工 臣夏 溷匿圆 羞 i 界面 爱n 酮平台 - i 厂苫i 了】语柙 帮助v f ro e n g i l 4 e e rc 编程界面 p ro t o o l k i t 将作为 p ro e n g 工如! e r 安装的一部分进行安装 p ro t o o i t 将使用9 3 8m b 空间 臣团匪习匝 图2 1 p r o t o o l k i t 安装界面 在p r o t o o l k i t 安装完毕后，应该马上在上计算机上编译、链接并运行一 个简单的p r o t o o l k i t 应用程序。此过程可对下列项目进行独立的测试： p r o t o o l k i t 安装程序是否存在、是否完整且可见。 p r o e n g i n e e r 的版本是否附加了p r o t o o l k i t 许可证选项。 所有必需的c 开发工具( 尤其是c 编译器和链接器) 是否显示为 p r o t o o l k i t 所支持的版本。 1 0 硕l 。学位论文 p t c 针对每个平台都提供了示例m a k e f i l e 。这些m a k e f i l e 可： 记录要用于各个平台的编译器和链接器标记。 作为用于结构化自己的应用程序m a k e f i l e 的模板。 创建新应用程序时参照这些m a k e f i l e 改用新版p r o e n g i n e e r 时，更新应 用程序m a k e f i l e 中的标记。 2 、p r o t 0 0 l k i t 的测试 p r o t o o l k i t 装载点包括名为p t _ i n s t a l l t e s t 的一个简单应用程序的源文 件，它专为协助测试安装而设计。建立和运行测试应用程序的步骤如下： l 、打开m i c r o