基于ugnx的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析

1、基于UGNX的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院一文宏摘要：目前高職機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程當(dāng)中主要存在機(jī)構(gòu)組合不當(dāng)以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不完善等方面的問(wèn)題，基于此本文以UGNX為主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用VC60技術(shù)在UG／OpenAPI開(kāi)發(fā)平臺(tái)上三維機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)構(gòu)件庫(kù)，以提高高職高職院校是我國(guó)培養(yǎng)創(chuàng)新專業(yè)人才的基地，必須以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主要發(fā)展方向。雖然我國(guó)開(kāi)展高職教育以來(lái)，培養(yǎng)出了眾多機(jī)械專業(yè)的人才，但是這些畢業(yè)生往往社會(huì)應(yīng)

2、用性和就業(yè)時(shí)效性以及創(chuàng)新能力都不高，這無(wú)論從質(zhì)量上還是數(shù)量上仍與社會(huì)對(duì)機(jī)械專業(yè)人才的需求有很大差距。當(dāng)前各高校對(duì)于學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)仍處于初級(jí)階段，依舊借助于一些比較簡(jiǎn)單的、老舊的構(gòu)件組合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，高價(jià)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使得普通高職院校很難滿足人手一臺(tái)的需求。同時(shí)，在這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)計(jì)的構(gòu)件數(shù)量也有限，不能完全滿足設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。因此，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就顯得非常必要。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅僅是功能的疊加與創(chuàng)新，更應(yīng)該是機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新。

3、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)已成為目前高職機(jī)械專業(yè)亟待解決的研究課題。一、基于(機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立11關(guān)系表達(dá)式法，關(guān)系表達(dá)式法第一步就是要在構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中建立一個(gè)具體的零件，系統(tǒng)操作的用戶根據(jù)所需調(diào)用這個(gè)零件的時(shí)候，必須要將該零件的存儲(chǔ)名進(jìn)行修改。第二步，在修改尺寸變量表達(dá)式的參數(shù)值時(shí)參照構(gòu)件手冊(cè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。最終這個(gè)零件就可轉(zhuǎn)成裝配圖當(dāng)中的工作零件。其具體步驟可表示為(File—New一輸入構(gòu)件名一Application／Modeling—Tool

4、s／Expression一參數(shù)編輯一存儲(chǔ)該零件一零件調(diào)用)。雖然這種關(guān)系表達(dá)式法創(chuàng)建起來(lái)較為簡(jiǎn)單快捷，但是用戶必須要在完成查找零件模板基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行改名以及參照構(gòu)件手冊(cè)進(jìn)行尺寸修改等操作，這些操作交互繁瑣，應(yīng)用起來(lái)效率不高。12用戶自定義特征法，用戶自定義特征法第一步也是要在構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中建立一個(gè)具體的零件第二步根據(jù)參數(shù)表達(dá)式對(duì)該零件進(jìn)行命名與編輯。最終生成該零件，并定義存儲(chǔ)為udf的文件。其具體操作步驟為：首先要啟動(dòng)UGNX，其次在UG

5、NX成功啟動(dòng)以后再構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)體。第三，通過(guò)T0o1s／Expressi0n查看所新建實(shí)體的參數(shù)值與參數(shù)名，修改以后確認(rèn)退出。最后再通過(guò)File—Export—UserDefinedFeature輸出該零件用戶的自定義特征。用戶自定義特征法的主要有點(diǎn)表現(xiàn)為：可以建立各零件特征之間的關(guān)系，定義當(dāng)中的特征變量，設(shè)置變量的缺省值，用戶操作時(shí)可以提示相關(guān)關(guān)鍵值。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為必須要在創(chuàng)建新的零件之后參照構(gòu)建手冊(cè)才能對(duì)零件輸入用戶自

6、定義特征。13零件族法，零件族法第一步也是要在構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中建立一個(gè)具體的零件，可以稱之為零件模版，第二步根據(jù)參數(shù)表達(dá)式對(duì)該零件進(jìn)行命名，來(lái)確定該零件的尺寸，將命名后的零件參數(shù)添加到電子表格內(nèi)，第三步就是將這些族內(nèi)零件所對(duì)應(yīng)的參數(shù)值填寫(xiě)完整，在調(diào)用構(gòu)件需要修改零件模板的尺寸變量的時(shí)候就可以直接通過(guò)選擇參數(shù)來(lái)調(diào)整，就可以得到所需選擇的構(gòu)件。其具體操作步驟為：首先要啟動(dòng)UGNX，其次在UGNX成功啟動(dòng)后通過(guò)File—New，輸人模具構(gòu)件名。再通

7、過(guò)Application—Modeling建立一個(gè)具體零件(TemplatePart)，然后通過(guò)Tools—Expression來(lái)進(jìn)行參數(shù)表達(dá)式的命名與編輯。最后通過(guò)ToolsPartFamilies選擇AvailableColumns，在欄目下選定參數(shù)。零件族法主要優(yōu)點(diǎn)在于創(chuàng)建起來(lái)比較直觀，相對(duì)容易一些。由于這種方法具有子裝配功能，所以成為建立UGNX構(gòu)件庫(kù)系統(tǒng)的最常用的方法。零件族法的缺點(diǎn)表現(xiàn)為用戶在標(biāo)準(zhǔn)建庫(kù)查找型號(hào)各異的零件比較繁

8、瑣，必須在電子表格參數(shù)表內(nèi)輸入正確參數(shù)，稍有差錯(cuò)都不能查找出，故工作量比較大。14編程法，編程法主要采用的是UGN)【／OPenGrip或是UGNX／OpenAPI對(duì)每類零件進(jìn)行參數(shù)化程序編寫(xiě)。編程法主要優(yōu)點(diǎn)就是調(diào)用最方便，應(yīng)用層次在各種方法當(dāng)中最高，缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為編寫(xiě)程序所需要的工作量比較大。二、基于UGNX機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用戶界面設(shè)計(jì)21UGNX／OpenMenuScript，用戶可以通過(guò)文本編輯器來(lái)對(duì)UGNx菜單文件進(jìn)行編輯，

9、這樣才可以生成用戶化的菜單，進(jìn)而可以在平臺(tái)上集成特殊應(yīng)用。UGNX／OpenMenuScript支持UGNX菜單修改，來(lái)執(zhí)行用戶UserTools文件、程序及操作系統(tǒng)命令等二次開(kāi)發(fā)。22UGNX／OpenUIStyler，用戶可以通過(guò)可視化工具開(kāi)發(fā)UGNX對(duì)話框，具有的功能比UGNX／OpenMenuScript更加強(qiáng)大。UGNX／OpenUIStyler可以避免復(fù)雜的GUI編程，利用實(shí)時(shí)可見(jiàn)的基本控件的組合生成不同的對(duì)話框，可與UGN

10、X／oDenMenuScript。UGNX／OpenAPI，UGNX／OpenGRIP等進(jìn)行集成。三、基于UGNX機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)學(xué)術(shù)構(gòu)件庫(kù)的建立31圖庫(kù)的構(gòu)成，通過(guò)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)建立構(gòu)件的功能，并自動(dòng)形成裝part文件，即可節(jié)省大量磁盤空間。圖庫(kù)當(dāng)中的同一類構(gòu)件中相似性比較大，所以同一類構(gòu)件中各個(gè)子程序可以通用，大大減少了編程工作量。每一構(gòu)件圖庫(kù)的建立可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件模型的全部參數(shù)化問(wèn)題。32圖庫(kù)的實(shí)現(xiàn)，二次開(kāi)發(fā)結(jié)果的目錄存放在指定才的

11、UGNXenvdat文件中，并在該目錄下建立startup和application兩個(gè)子目錄。利用uGN)(／OpenUIStyler創(chuàng)建出的對(duì)話框基本和UGNX風(fēng)格保持一致，交互過(guò)程也與UGNX的習(xí)慣完全符合，因此數(shù)據(jù)輸入方便靈活。一旦輸入了非法數(shù)據(jù)，就會(huì)有足夠的信息提示用戶，并在數(shù)據(jù)輸入合法情況下才可以進(jìn)行下一步。uGNx／OpenUIStyler對(duì)話框自動(dòng)生成dig、templatec和h這三個(gè)文件。其中，dlg是Ulstyler

12、對(duì)話框界面文件，封裝了對(duì)話框的圖形界面；templatec是UIStyler對(duì)話框當(dāng)中的模版文件，而h則是UIStyler對(duì)話框c語(yǔ)言頭文件。MenuScript的菜單編輯樣本由templatec文件來(lái)提供，相關(guān)的菜單文件也可以可以借助于templatec文件來(lái)編輯，修改templatec模板文件工作可以通過(guò)應(yīng)用uGNx／OpenAPI函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在VisualC60基礎(chǔ)平臺(tái)下，即可完成所有操作，最終和h文件編譯鏈接生成可調(diào)用的DLL文

13、件。把生成dll文件和dlg文件分別存入application和startup目錄下，重新啟動(dòng)UGNX時(shí)，即可自動(dòng)加入客戶定制菜單模塊。結(jié)語(yǔ)我國(guó)當(dāng)前各高職院校培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力基本還是依托于簡(jiǎn)單的構(gòu)件組合實(shí)驗(yàn)，建立基于UGNX的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，有效克服了機(jī)構(gòu)組合不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，切實(shí)能提高學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力和電子計(jì)算機(jī)動(dòng)手應(yīng)用能力，適于在各高校推廣。參考文獻(xiàn)：[1]樊仕龍機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)化系統(tǒng)[J]知識(shí)經(jīng)濟(jì)2010(11)[2]李秋娟，張兵論CA

14、D在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展[J]化學(xué)工程與裝備2010(03)[3]張勝霞，謝讓基于Web的機(jī)械設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J]現(xiàn)代機(jī)械2002(03)中國(guó)機(jī)械MachineChinaI57基于UGNX的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院一文宏摘要：目前高職機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程當(dāng)中主要存在機(jī)構(gòu)組合不當(dāng)以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不完善等方面的問(wèn)題，基于此本文以UGNX為主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使用VC60技術(shù)在UG／OpenAPI開(kāi)發(fā)平臺(tái)上三維機(jī)械

15、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)構(gòu)件庫(kù)，以提高高職高職院校是我國(guó)培養(yǎng)創(chuàng)新專業(yè)人才的基地，必須以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力為主要發(fā)展方向。雖然我國(guó)開(kāi)展高職教育以來(lái)，培養(yǎng)出了眾多機(jī)械專業(yè)的人才，但是這些畢業(yè)生往往社會(huì)應(yīng)用性和就業(yè)時(shí)效性以及創(chuàng)新能力都不高，這無(wú)論從質(zhì)量上還是數(shù)量上仍與社會(huì)對(duì)機(jī)械專業(yè)人才的需求有很大差距。當(dāng)前各高校對(duì)于學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)仍處于初級(jí)階段，依舊借助于一些比較簡(jiǎn)單的、老舊的構(gòu)件組合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，高價(jià)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使得普通高職院校很難滿足人

16、手一臺(tái)的需求。同時(shí)，在這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)計(jì)的構(gòu)件數(shù)量也有限，不能完全滿足設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。因此，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就顯得非常必要。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅僅是功能的疊加與創(chuàng)新，更應(yīng)該是機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)已成為目前高職機(jī)械專業(yè)亟待解決的研究課題。一、基于(機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立11關(guān)系表達(dá)式法，關(guān)系表達(dá)式法第一步就是要在構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中建立一個(gè)具體的零件，系統(tǒng)操作的用戶根據(jù)所需調(diào)用這個(gè)零件的時(shí)候，必須要將該零件的存儲(chǔ)名進(jìn)行修改。第二步

17、，在修改尺寸變量表達(dá)式的參數(shù)值時(shí)參照構(gòu)件手冊(cè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。最終這個(gè)零件就可轉(zhuǎn)成裝配圖當(dāng)中的工作零件。其具體步驟可表示為(File—New一輸入構(gòu)件名一Application／Modeling—Tools／Expression一參數(shù)編輯一存儲(chǔ)該零件一零件調(diào)用)。雖然這種關(guān)系表達(dá)式法創(chuàng)建起來(lái)較為簡(jiǎn)單快捷，但是用戶必須要在完成查找零件模板基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行改名以及參照構(gòu)件手冊(cè)進(jìn)行尺寸修改等操作，這些操作交互繁瑣，應(yīng)用起來(lái)效率不高。12用戶自定義特

18、征法，用戶自定義特征法第一步也是要在構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中建立一個(gè)具體的零件第二步根據(jù)參數(shù)表達(dá)式對(duì)該零件進(jìn)行命名與編輯。最終生成該零件，并定義存儲(chǔ)為udf的文件。其具體操作步驟為：首先要啟動(dòng)UGNX，其次在UGNX成功啟動(dòng)以后再構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)體。第三，通過(guò)T0o1s／Expressi0n查看所新建實(shí)體的參數(shù)值與參數(shù)名，修改以后確認(rèn)退出。最后再通過(guò)File—Export—UserDefinedFeature輸出該零件用戶的自定義特征。用戶自

19、定義特征法的主要有點(diǎn)表現(xiàn)為：可以建立各零件特征之間的關(guān)系，定義當(dāng)中的特征變量，設(shè)置變量的缺省值，用戶操作時(shí)可以提示相關(guān)關(guān)鍵值。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為必須要在創(chuàng)建新的零件之后參照構(gòu)建手冊(cè)才能對(duì)零件輸入用戶自定義特征。13零件族法，零件族法第一步也是要在構(gòu)件庫(kù)當(dāng)中建立一個(gè)具體的零件，可以稱之為零件模版，第二步根據(jù)參數(shù)表達(dá)式對(duì)該零件進(jìn)行命名，來(lái)確定該零件的尺寸，將命名后的零件參數(shù)添加到電子表格內(nèi)，第三步就是將這些族內(nèi)零件所對(duì)應(yīng)的參數(shù)值填寫(xiě)完整，在調(diào)

20、用構(gòu)件需要修改零件模板的尺寸變量的時(shí)候就可以直接通過(guò)選擇參數(shù)來(lái)調(diào)整，就可以得到所需選擇的構(gòu)件。其具體操作步驟為：首先要啟動(dòng)UGNX，其次在UGNX成功啟動(dòng)后通過(guò)File—New，輸人模具構(gòu)件名。再通過(guò)Application—Modeling建立一個(gè)具體零件(TemplatePart)，然后通過(guò)Tools—Expression來(lái)進(jìn)行參數(shù)表達(dá)式的命名與編輯。最后通過(guò)ToolsPartFamilies選擇AvailableColumns，在欄

21、目下選定參數(shù)。零件族法主要優(yōu)點(diǎn)在于創(chuàng)建起來(lái)比較直觀，相對(duì)容易一些。由于這種方法具有子裝配功能，所以成為建立UGNX構(gòu)件庫(kù)系統(tǒng)的最常用的方法。零件族法的缺點(diǎn)表現(xiàn)為用戶在標(biāo)準(zhǔn)建庫(kù)查找型號(hào)各異的零件比較繁瑣，必須在電子表格參數(shù)表內(nèi)輸入正確參數(shù)，稍有差錯(cuò)都不能查找出，故工作量比較大。14編程法，編程法主要采用的是UGN)【／OPenGrip或是UGNX／OpenAPI對(duì)每類零件進(jìn)行參數(shù)化程序編寫(xiě)。編程法主要優(yōu)點(diǎn)就是調(diào)用最方便，應(yīng)用層次在各種方法

22、當(dāng)中最高，缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為編寫(xiě)程序所需要的工作量比較大。二、基于UGNX機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用戶界面設(shè)計(jì)21UGNX／OpenMenuScript，用戶可以通過(guò)文本編輯器來(lái)對(duì)UGNx菜單文件進(jìn)行編輯，這樣才可以生成用戶化的菜單，進(jìn)而可以在平臺(tái)上集成特殊應(yīng)用。UGNX／OpenMenuScript支持UGNX菜單修改，來(lái)執(zhí)行用戶UserTools文件、程序及操作系統(tǒng)命令等二次開(kāi)發(fā)。22UGNX／OpenUIStyler，用戶可以通過(guò)可視化工

23、具開(kāi)發(fā)UGNX對(duì)話框，具有的功能比UGNX／OpenMenuScript更加強(qiáng)大。UGNX／OpenUIStyler可以避免復(fù)雜的GUI編程，利用實(shí)時(shí)可見(jiàn)的基本控件的組合生成不同的對(duì)話框，可與UGNX／oDenMenuScript。UGNX／OpenAPI，UGNX／OpenGRIP等進(jìn)行集成。三、基于UGNX機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)學(xué)術(shù)構(gòu)件庫(kù)的建立31圖庫(kù)的構(gòu)成，通過(guò)子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)建立構(gòu)件的功能，并自動(dòng)形成裝part文件，即可節(jié)省大量磁盤空

24、間。圖庫(kù)當(dāng)中的同一類構(gòu)件中相似性比較大，所以同一類構(gòu)件中各個(gè)子程序可以通用，大大減少了編程工作量。每一構(gòu)件圖庫(kù)的建立可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件模型的全部參數(shù)化問(wèn)題。32圖庫(kù)的實(shí)現(xiàn)，二次開(kāi)發(fā)結(jié)果的目錄存放在指定才的UGNXenvdat文件中，并在該目錄下建立startup和application兩個(gè)子目錄。利用uGN)(／OpenUIStyler創(chuàng)建出的對(duì)話框基本和UGNX風(fēng)格保持一致，交互過(guò)程也與UGNX的習(xí)慣完全符合，因此數(shù)據(jù)輸入方便靈活。一旦輸入

25、了非法數(shù)據(jù)，就會(huì)有足夠的信息提示用戶，并在數(shù)據(jù)輸入合法情況下才可以進(jìn)行下一步。uGNx／OpenUIStyler對(duì)話框自動(dòng)生成dig、templatec和h這三個(gè)文件。其中，dlg是Ulstyler對(duì)話框界面文件，封裝了對(duì)話框的圖形界面；templatec是UIStyler對(duì)話框當(dāng)中的模版文件，而h則是UIStyler對(duì)話框c語(yǔ)言頭文件。MenuScript的菜單編輯樣本由templatec文件來(lái)提供，相關(guān)的菜單文件也可以可以借助于te

26、mplatec文件來(lái)編輯，修改templatec模板文件工作可以通過(guò)應(yīng)用uGNx／OpenAPI函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在VisualC60基礎(chǔ)平臺(tái)下，即可完成所有操作，最終和h文件編譯鏈接生成可調(diào)用的DLL文件。把生成dll文件和dlg文件分別存入application和startup目錄下，重新啟動(dòng)UGNX時(shí)，即可自動(dòng)加入客戶定制菜單模塊。結(jié)語(yǔ)我國(guó)當(dāng)前各高職院校培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力基本還是依托于簡(jiǎn)單的構(gòu)件組合實(shí)驗(yàn)，建立基于UGNX的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，