基于Pro_Toolkit的实体模型尺寸信息的提取.doc

基于 pro/ toolkit 的实体模型尺寸信息的提取赵金才 , 刘新凯 , 刘书桂(天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室 , 天津300072)摘要 :针对零件几何信息的识别与提取 ,给出了基于 pro/ toolkit 的实体模型尺寸信息的提取方法 。在 pro/ engineer 系统中创建了实体模型尺寸信息的“修改与提取”菜单 ,利用此菜单可以生成模型尺寸信息的数据文件 ,为实现 cmm ( 三坐标测 量机) 的自动检测提供了尺寸信息的来源 ,同时通过此菜单可以准确 、快捷地对模型的尺寸数据进行实时动态地修改 。通 过实例验证了所开发的实体模型尺寸信息提取方法的正确性 ,对其它后续开发工作具有很好的指导意义 。关键词 : pro/ toolkit ; 实体模型 ; 尺寸信息 ; 提取中图分类号 : tg84 ; tp391. 73文献标识码 :adimension inf ormation extracting of solid model ba sed on pro/ toolkitzhao j in2cai , l iu xin2kai , l iu shu2gui( state key laboratory of precision measuring technology and instrument ,tianjin university , tianjin 300072 , china) abstract : the extracting method of dimension information of solid model based on the pro/ toolkit is presented for the identifying and ex2 tracting of geometry information of parts. the modification and extraction menu of dimension information of solid model is established in the pro/ engineer system , through which the model dimension information datum document can be created , which supplies the resource of dimension information for the inspecting automatization of cmm(coordinate measuring machine) . at the same time , the model dimension datum can be modified correctly and rapidly in real time . the given example validated the developed extracting method of dimension info2r mation of solid model . it is very instructive for the future developing works.key words :pro/ toolkit ; solid model ; dimension information ; extraction从概念设计 、工业造型设计 、三维模型设计 、分析计算 、动态模拟与仿真以及工程图的输出等功能 。由于其功能的强大和完美 ,公司自 1985 年成立以来得到了迅速的壮大 ,目前 pro/ e 已经几0 前言现代制造技术的发展对 cmm 提出了越来越高的要求 ,需要 cmm 不仅能够根据人工输入程序或自学习方式进行测量 ,而且 应该具备按照零件的设计数据文件进行自动测量的能力 ,即 :用 户只要将工件置于工作台上并向系统输入被测零件的设计数据 文件 ,系统就能够自动完成对工件的检测 。要实现上述功能首 先需要完成零件信息和测量信息的自动识别与提取 、零件位置 的自动定位 、检测规划以及测量路径的自动生成等功能 ,在这其 中零件几何信息和测量信息的自动识别与提取是实现其它各项 功能的前提和基础 。在以前的研究 中 ,对于零件几何和测 量信息的提取主要是从 autocad 输出的 iges( initial graphics ex2 change specification) 文件 、dxf (data exchange file) 文件或者 step ( standard for exchange of product model data) 文件中进行识别与提 取 。但对于复杂形状的工件 ,其特征信息 、几何信息的识别与提 取工作很难完全自动正确地实现 。鉴于上述情况以及 pro/ e 系 统的强大功能和良好的二次开发性 ,本文利用 pro/ e 提供的二 次开发工具 pro/ tool kit 对零件几何尺寸信息的提取问题进行 了研究 。pro/ e 是 ptc ( parametric technology corporation) 公 司 提 供 的 一款功能强大的三维 cad/ cam 参数化软件 ,其内容涵盖了产品乎成为 三 维 cad/ cam 领 域 的 一 面 旗 帜 和 争 相 尊 重 的 标 准 。pro/ toolkit 是 ptc 为 pro/ e 提供的用户化工具包 ,也是应用程序开发的接口 (api) 。pro/ toolkit 为用户和第三方提供了一个 c 语 言的函数库 ,可以通过编写 c 语言代码 , 使用户或第三方的应 用程序以一种可控制的 、安全的方式访问 pro/ e 的数据库 ,实现 开发结果和 pro/ e 的无缝集成 ,丰富和扩充 pro/ e 的功能 。pro/ toolkit 提供的 c 语言函数库中含有专门的尺寸操作函 数 ,通过利用这些函数对模型尺寸数据进行相关的操作 ,可以实 现对尺寸信息的提取 。1pro/ toolkit 提供的尺寸操作函数要想有效地使用 pro/ toolkit 提供的尺寸操作函数 , 首先应该了解这些函数的功能 ,主要的尺寸操作函数如表 1 所示 。该表中前两个函数为尺寸对象的检索函数 ,主要用于从指 定的模型中 自 动 获 得 尺 寸 对 象 指 针 。其 中 函 数 prosoliddimen2 sionvisit 用来遍历零件或组件的尺寸对象 ,包括配置文件 config. pro 中 create drawing dims onl y 之值为 no 时绘图模式中创建的尺寸对象 , 函数 prodrawingdimensionvisit 用来遍历当收稿日期 :2004 - 08 - 05作者简介 :赵金才 (1976 - ) ,男 ,河北冀州人 ,天津大学精仪学院博士研究生 , ( 电话) 022 - 27892241 ( e - mail) zjc2003 sina . com 。表 1操作函数环境中运行的初始化和终止 。它们的定义格式如下 :extern“c”int user initialize (intargc , char 3 argv,char 3 version , char 3 build , wchar terrbufpro error status ;/ / 设计者添加的接口程序部分)return status ; exterb“c”voiduser terminate ()/ / 设计人员添加的终止代码利用前面已经介绍的 proe/ toolkit 所提供的初始化函数 、应 用程序的终止函数以及对尺寸对象的操作函数等函数 ,在 visu2 al c + + 环 境 中 进 行 程 序 设 计 , 通 过 pro/ toolkit 提 供 的 函 数 对 pro/ e 数据文件进行访问 ,编译生成能够在 pro/ e 环境中运行的动态连接库形式的程序 ( . dll 文件) , pro/ e 通过配置文件加载 . dll 文件 ,实现具体应用程序的功能 。在程序设 计 的 过 程 中 , 通 过 初 始 化 函 数 user initialize 对pro/ toolkit 应用程序进行初始化 , 以供 pro/ e 系统调用 , 并在该函数中设置用户的交互接口 ,如设置菜单 、调用对话框或者直接 调用所需的函数等 。本文所进行的工作是从当前模型文件中提 取出所需要的信息 (包括尺寸路径 、尺寸值以及尺寸公差等) 以供后期处理 ;经过对数据进行再处理 ( 包括尺寸数值 、尺寸公差的修改与更 新 等) , 然 后 将 各 项 相 关 数 据 存 回 pro/ e 的 数 据 库 中 ,并把所需数据提取到自己定义的数据文件 ( result . dat) 中以 供后期 cmm 软件处理 ;在程序中止时 ,通过终止函数 user ter2配置文件中 create drawing dimsonl y = yes 时绘图模式中创建的尺寸对象 。表中的函 数 3 11 为 尺 寸 信 息 检 索 函数 ,利用这些函数可以从 pro/ e 的单一数据库中获得尺寸对象 的符 号 、数 值 、类 型 以 及 尺 寸 的 上 下 偏 差 等 。函 数 12 15 是 pro/ toolkit 提供的尺寸信息修改函数 ,要想对模型中的尺寸信息 进行修改和复原只能采用这些函数访问 pro/ e 的数据库 ,完成 对尺寸对象的符号名 、公称值 、上下偏差等的操作 。函数 16 - 18是尺寸显示的控制函数 ,利用它们可以获取当前的尺寸显示模式以及设置需要的尺寸显示模式 ,并按照设定的显示模式显示 指定的尺寸信息 。minate 关闭 pro/ e 应用程序的接口 。本文主要开发出了实体模型尺寸信息的“修改与提取”菜单 项 ,在程序的设计中 ,提取模型尺寸信息的函数 getdimensioninf 是一个比较关键的函数 ,图 1 是程序中该函数的流程图 。流程图中第二个方框实现的功能是获得当前模型尺寸对象以及设置尺寸的显示模式 ,其代码如下 :2 尺寸信息的获取在 vc 应用程序设计向导自动创建的程序框架上添加必要 的函数代码 、增加新的 cpp 源文件以及新的资源 ,才能构成一个 完整的 pro/ toolkit 应用程序体系 。为此在程序设计过程中需要 进行两方面的工作 :(1) 按照 pro/ toolkit 应用程序在 pro/ e 环境运行的要求设 计接口程序和应用程序运行结束时的终止程序 ,即系统要求的 初始化部分和终止部分设计 。(2) 根据功能要求设计 pro/ toolkit 应用程序的主体部分 ,即 完成应用程序预定功能的一个或多个 cpp 源程序 。pro/ toolkit 分别为应用程序提供了初始化函数 user initial2图 1 函数 getdimensioninf 的流程图在程序中首先通过 promdlcurrent get 函数获得当前模型 ,然 后利用上 面 prosoliddimensionvisit 函 数 获 得 当 前 模 型 的 尺 寸 对 象 ,通过过滤函数 dimensionfilteraction 设置过滤条件 ,如果访问 过滤函数的返回值为 pro tk continue ,将跳过该参数对象ize 和终止应用程序的终止函数 user terminate 。初始化函数 userinitialize 主要用来对同步模式的 pro/ toolkit 应用程序进行初始化 ,任何同步模式的应用程序要在 pro/ e 系统中加载都必须包含该函数 ,其作用相当于 c 程序中的 main () 函数 。终止函数 us2er terminate 由用户定义 ,其中可以不执行任何动作 。这两个函而访问下一个对象 ,若不需要设置过滤函数 ,则可以用常数 protk no continue 取代 prosoliddimensionvisit 函数中的 filter数放在与工程文件名同名的 cpp 文件中 ,负责应用程序在 pro/ e参数 。动作函数 dimensionvisitaction 把通过过滤的尺寸对象添23 函数名用途1prosoliddimensionvisit ( )遍历零件或组件以及部分 绘 图 模式中创建的尺寸对象2prodrawingdimensionvisit ( )遍 历 配 置 文 件 中 create drawing dims onl y = yes时绘图模式中创建的尺寸对象3prodimensionsymbol get ( )获得指定尺寸对象符号名4prodimensionvalue get ( )获得指定尺寸对象之值5prodimensiontype get ( )获得指定尺寸对象的类型6prodimensiontolerance get ( )获得指定尺寸对象的公差7prodimensionisfractional ( )判断指定的尺寸是否为小数8prodimensiondecimalsget ( )获得指定尺寸有效数字的位数9prodimensionnomvalue get ( )获得指定尺寸对象的公称尺寸10prodimensionisreldriven ( )指定尺寸是否为关系式驱动11prodimensionisfractional ( )指定尺寸是否为分数12pro error prodimensionsymbolset ( )设置指定尺寸对象的符号名13pro error prodimensionvalueset ( )设置指定尺寸对象的值14pro error prodimensiontoleranceset( )设置指定尺寸对象的上下偏差15pro error prodimensiondimensionreset ( )使指定尺寸的值复原为最 近 的 再生值16pro error prodisplaymodeset ( )设置尺寸显示模式17pro error prodisplaymode get ( )获得当前的尺寸显示模式18pro error prodimensionshow ( )显示指定的尺寸除此之外 ,本菜单的程序还可以判断出半径尺寸 、角度尺寸 ,如果模型中还含有除上述四种类型之外的尺寸则输出类型为未知 类型 ;上下偏差列分别列出了每个尺寸所具有的上下偏差值 ,通 过依次检测上下偏差列中的上下偏差值是否为零就可以判断出 需要被检测的尺寸及其类型 ,结合识别出的模型特征就可以生 成具有检测意义的三维实体 ,为实现尺寸误差的自动检测提供 最初的信息源 。3 尺寸信息获取程序运行实例在 pro/ e 环境中运行 pro/ toolkit 应用程序之前 ,应先在 vc+ 开发环境中设置好包含文件的路径 、库文件的路径以及添加 所需要的库文件 ( 包括 vc 系统的 mpr. lib 和 pro/ toolkit 所需的 protk dll . lib) ,并在 pro/ e 环境中对应用程序进行注册以向 pro/e 系统传递应用程序的信息 。图 2 是本文所开发出来的“尺寸操作”菜单 ,图 3 是在选取表 2提取出的尺寸信息文件图 2 开发创建的尺寸操作菜单尺寸操作菜单下的“修改与提取”子菜单后弹出的对话框 ; 尺寸 操作菜单中的“尺寸关系”子菜单的功能是对模型中尺寸关系进 行建立或修改 ,建立模型中尺寸的关系式能够保证模型的草绘 截面形状与特征满足一定的结构要求 ,从而避免在模型参数更 改时出现异常情况 “, 尺寸关系”子菜单主要负责尺寸关系的建 立与修改 ,本文暂不做详细说明 。修改与提取对话框中有更新 、 保存 、关闭三个按钮和一个显示尺寸值的复选话框 , 如图中所 示 。当用鼠标选取尺寸名后 ,在对话框左下部的文本框中分别 显示出与该尺寸名相对应的公称尺寸以及上下偏差 ,如果不满 意现在的尺寸值或公差值 ,则可以直接对文本框中的数值进行 修改 ,修改后点击更新按钮则模型尺寸更新为修改后的尺寸或 公差 。与 pro/ e 系统提供的特征修改功能相比 ,该菜单所提供 的修改功能具有更直观 、快捷和易操作等优点 。选择对话框中“显示尺寸值”的复选框则在 pro/ e 的模型视图中显示选中尺寸 的数 值 , 在 不 选 该 项 时 显 示 的 为 该 尺 寸 的 名 称 ( 即 : d0 、d1 、 d3 . . . . . . ) ,如图 3 中所示的尺寸 d8 。5结论本文在 vc + 集成开发环境中利用 pro/ toolkit 提供的库函 数对 pro/ e 系统进行了二次开发 ,构建了“尺寸操作”菜单项 ,该 菜单中的“修改与提取”子菜单能够很方便地对 pro/ e 建立起来 的实体模型的尺寸信息进行修改和提取 ,通过实例操作验证了 该菜单的正确性以及开发方法的可行性 ,为今后进行实体模型 检测项目的识别与提取工作奠定了 基 础 , 同 时 也 为 cad/ cmm 的集成提出了一条新途径 。 参考文献 1 李世国 . pro/ toolkit 程序设计 m .2003.北京 : 机械工业出版社 ,2 马新辉 . 三坐标测量机 cad 数据提取 与 识 别 技 术 的 研 究d .天津 :天津大学 . 1998.3 pro/ toolkit user s guide . parametric technology corporation.200114詹友刚 . pro/ engineer 2001 教程 m . 北京 :清华大学出版社 ,2003.图 3 模型实体和修改与提取对话框4 实体模型尺寸信息数据文件的生成在“修改与提取”对话框中点击保存按钮 ,将会自动弹出一 个保存文件的对话框 ,从而可以将当前模型中的所有尺寸信息 保存于一个数据文件中 ,作为 cmm