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1、南昌航空大学科技学院学士学位论文1基于基于 UGUG 尺寸公差自动标注系统的研发尺寸公差自动标注系统的研发1 1课题的的提出课题的的提出1.11.1 三维三维 CADCAD 软件尺寸标注中的问题软件尺寸标注中的问题三维CAD在用于机械设计时，设计人员标注尺寸公差必须先查表获得公差数值，然后通过DIM参数设定完成，但参数设定繁琐，速度也慢。在一般的机械零件图、装配图的绘制过程中，却常常需要查询公差代号所对应的上下偏差，由此便引出尺寸公差偏差的自动查询和标注的问题。在国家标准规定的标注方式中，有需要标出公差代号、上下偏差和配合公差的，还有需要公差代号和上下偏差一起标注的等等。CAD作为一种通用的绘
2、图软件，它的各种版本中均没有可直接用于尺寸公差自动查询功能的命令，而且其尺寸公差的标注过程也比较烦琐。在CAD中标注尺寸公差时，每标注一个不同的尺寸公差前都必须设置标注形式(Dimension Style)中的有关参数值，操作繁杂、效率低下；另外，CAD中也没有提供用于在装配图中标注配合公差的命令由于公差标注具有多种形式，同时不同零件尺寸段，不同公差等级具有不同的尺寸公差值，每一个不同公差值都要单独设定，才能进行标注。因此设计人员在标注多种尺寸公差时，上述过程必须重复进行，在尺寸公差标注上所花时间很多，不能实现尺寸公差快速查询和自动标注。1.21.2 标注系统开发的意义标注系统开发的意义为了方
3、便设计人员，提高设计效率，通过VC+编程实现尺寸公差的自动查询及快速标注，在机械设计中具有较高的实用价值。应用系统的总体设计本设计通过VC语言编写程序实现，能实现尺寸公差快速查询和自动标注。使得繁琐的手册查询能够省掉，为工作者提供一个轻松的查询平台大大提高公差查询的速度。1.31.3 课题研究目标课题研究目标课题研究为尺寸标注的自动生成 ，该课题的实现解决了用编程的方法进行参数化绘图中的尺寸标注问题, 大大提高了这种方法的实用性及效率。该软件的实现采用样本图的方法, 并利用了图形中实体的生成序号来对图形实体进行标识, 使新生成图可以完全无误地与样本图进行匹配。如果能用成拓扑关系而不是生成顺号来
4、标识则会扩大其使用范围, 当然这在程序实现上会增加相当的难度。另外本软件所采用的一些基本思想在应用上还可以做进一步的扩展, 即不止在尺寸标注线上这样做, 在一些附加实体或某种特征图形上也可采用这种方法来实现,这样配合特征设计更加能南昌航空大学科技学院学士学位论文2提高绘图效率, 这也是今后特别值得去做的工作 2 2尺寸标注系统尺寸标注系统2.12.1 参数化标注的研究参数化标注的研究2.1.12.1.1 编程参数化的实现编程参数化的实现1.确定处理表格约束参数确定标准数据的约束检索参数, 建立检索参数与标准数据之间的约束关系是首要的工作. 尺寸公差的数据一般是以表格的形式给出和进行约束的. 它
5、的检索参数需要两个, 即需要两个参数才能决定一组相关的尺寸公差数据. 此外, 这些参数除自身系列外, 参数之间还有一定的约束关系.2.1.22.1.2 建立标准数据表格建立标准数据表格确定公差带数值时, 反映零件基本尺寸D、公差等级IT 与公差带大小数值间的约束关系.b. 确定上、下偏差数值时, 反映基本尺寸D、公差等级IT 与基本偏差即es( ES) 或ei( EI) 的数值之间的约束关系 1 .按照这些分别进行转化及处理, 完成公差数据表格的建立和查询. 这部分工作是建立和维护标准的表格, 使用数据库制成表格及文本文件. 应用C 编程实现标准数据录入、形成标准表格建立2.1.32.1.3
6、接口制作接口制作接口程序在软件中起到连接作用, 也是CAD系统中的核心部分. 将系统接收的参数值与程序处理结果的参数值, 按照参数之间的约束关系从标准文本文件中检索出所需要的数值, 接口程序一方面要具备根据交互输入的基本尺寸和程序处理输出的IT 等级, 检索出公差带的大小; 根据交互输入的基本尺寸和零件种类( 轴或孔) 及程序输入的IT 等级检索出所需要的上偏差或下偏差数值等功能. 另一方面具备将从有关标准中检索得到的数值输入标注序. 作用如图1所示南昌航空大学科技学院学士学位论文3接口程序除具备连接桥梁功能外, 还提供判断及修改功能. 比如可以判断用户输入的基本尺寸是否符合标准直径和标准长度
7、系列, 如果是标准系列数值, 即可以直接采用. 否则, 接口程序将选择与其相近的标准数值; 判别设计所选用的配合是否符合国家标准.接口程序应用AutoLisp 制作, 应用AutoLisp提供的I/ O 函数打开文本文件. 顺序读入数据, 应用循环函数依设定的关键字检索出所需的数值.( setq f ( open “g b. txt”“r”)( setq n ( read- line f ) ) l 0)( w hile ( Create(IDD_DIALOG4);/创建并显示对话框pindlg-ShowWindow(SW_RESTORE);UF_terminate();/与 UF_initi
8、alize()成对使用return(UF_MB_CB_CONTINUE);其中 CFixedPin 是界面设计中新建对话框类的类名，IDD_DIALOG4 是所建此对话框的 ID 号。南昌航空大学科技学院学士学位论文295.3.35.3.3 创建用户菜单创建用户菜单由于开发的应用程序是内嵌在 UG 环境中的，需要一个用户菜单来调用此应用程序，这就需要 UG/OPEN ManuScript 技术。它提供用户创建并编辑 Unigraphics 的下拉菜单及工具条。UG/Open ManuScript 是 UG/open 的一个重要组成部分，支持UG 主菜单和弹出式下拉菜单的修改，通过它可以改变 U
9、G 菜单的布局、添加新的菜单项和工具条，生成用户化的菜单进而集成用户二次开发的特殊应用。应用ManuScript 进行用户菜单定制主要有两种实现途径。(l) 添加菜单文件：开发人员添加菜单文件到相应的菜单目录下，这些菜单文件是经过用户编辑的，符合自己要求的菜单文件，这是一种比较好的方法。(2) 编辑标准菜单文件：开发人员编辑存在的标准菜单文件，使之符合自己的要求，并且覆盖原来的菜单文件。开发人员可以通过文本编辑器，例如 Windows 的记事本编辑 UG 菜单文件。UG/Open Apl 提供 UG/Open API 程序 UG/Open ManuScript 程序的接口函数。运用 UG/Op
10、en ManuScript 这一开发工具，可以很方便的编写用户菜单。通过此菜单调用用户自行开发的对话框或 UG 本身的对话框，生成满足用户要求的交互式操作。创建一个文件名为 pro_design.men 菜单脚本文件用记事本打开，在其中用UG/Open ManuScript 脚本语言添加代码如下：编写完菜单 VERSION 120EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBARBEFORE UG_HELP南昌航空大学科技学院学士学位论文30CASCADE_BUTTON LOCATORS_DESIGNLABEL 尺寸公差自动生成END_OF_BEFOREMENU LOCATORS_DES
11、IGNBUTTON FIXTURE_MODELLABEL 尺寸公差库ACTIONS FIXTURE_MODEL_ACTIONEND_OF_MENU 脚本文件后，需进行系统环境变量的设置，否则 UG 无法访问用户自定义的菜单。系统环境变量的设置:在$UGll_BASE_DIRUGllmenus 文件夹的目录下找到：custom_dirs.dat 文件，用记事本打开，在最后一行输入 D:/ Toleranceindication 存盘，退出。设置系统环境运行结果如下图：南昌航空大学科技学院学士学位论文315.3.45.3.4 应用实例应用实例打开 UGNX4.0 后，系统自动加载所示的尺寸公差自动
12、生成菜单在没有开发本功能以前,公差需要自己通过书上查表得知,在经过二次开发后尺寸公差能够自动标注在图片上面,以下是随便举个实例,这是在没利用公差标注系统以前:通过软件开发工具操作如下图：来实现尺寸公差的自动标准南昌航空大学科技学院学士学位论文32如下图所示，已经实现了公差的标注南昌航空大学科技学院学士学位论文336.6.不足与展望不足与展望从国内外引入的大型CAD 软件，总是存在或多或少的不符合国家标准的环节，虽然利用系统提供的工具开发适合于使用的软件， 有利于用户提高工作效率。基于UG/Drafting 平台开发的公差标注系统，能够满足设计样图的实际需要。利用本文提出的二次开发系统架构和相关
13、技术， 可以方便地实现UG 其他方面的开发。基于UG 的3D 公差系统开发是今后的一重大工作.另外本软件所采用的一些基本思想在应用上还可以做进一步的扩展, 即不止在尺寸标注线上这样做, 在一些附加实体或某种特征图形上也可采用这种方法来实现,这样配合特征设计更加能提高绘图效率, 这也是今后特别值得去做的工作。参考文献1 李进春，李双跃，陈运遂.三维参数化夹具元件库的数据驱动技术研究，浙江工业大学学报，2005，33（5）：588-591。2 Cecil J.Computer-aided fixture design-areview and future trendsJ. Int J Adv Ma
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