Unigraphics(簡稱UG)是當前世界上最先進和緊密集成的、面向制造行業的CAD/CAE/CAM高端軟件。它基于完全的三維實體復合造型、特征建模、裝配建模技術,能設計出復雜的產品模型,而且它還具有良好的開放性,提
供的二次開發程序設計模塊UG/OPENGRIP與UG/OPENAPI和兩個輔助開發模塊UG/OPEN MenuScript與UG/
OPENUIStyler及其良好的高級語言接口,使UG的造型功能和計算功能有機地結合起來,便于用戶開發符合自己要求的專用模具CAD系統[1]。
1　開發工具簡介
Unigraphics為用戶提供了強大而有效的二次開發工具,以滿足用戶的特定需求。
1.1二次開發工具的簡介
1. 1. 1宏命令(Macro)
宏命令是UG平臺上人機交互操作的一系列過程的記錄。宏命令文件擴展名為*.macro。為ASII碼形式。宏命令通過兩種方式產生:一是軟件自動記錄;二是手工編寫(用任一文本編輯器)。
1. 1. 2用戶自定義特征(UserDefine Feature)
用戶自定義特征是UG軟件提供的造型特征之一,它可對一簡單實體生成用戶化的特征,特征的參數由用戶自定義。通過這一功能可建立用戶自定義特征庫,在需要時直接調用。用戶自定義特征文件擴展名為*. udf。
1. 1. 3程序設計模塊(UG/OPEN)
UG/OPEN GRIP和UG/OPENAPI是UG提供的兩個二次開發程序設計模塊,具有與外部高級開發語言的接口,能夠實現強大的圖形繪制、裝配、工程圖的生成和一定的文件管理功能,主要進行UG的功能調用。UG/OPEN
API是一個完整可靠和面向對象的應用編程接口,它允許用戶用當今最流行的過程化和面向對象的語言來開發自
己的應用程序,包括用戶開發應用程序自動執行數控操作、創建幾何體和繪圖對象,以及執行其它用戶所需的具
體專業知識的任務。同時,使用面向對象技術,用戶可以按照自己的要求集成類、重載和派生類。UG/OPEN API
是用C語言編制的,它還能在程序中使用C語言支持的全部功能,并且支持對UG/OPEN GRIP程序的調用,有很大
的靈活性。
1. 1. 4用戶界面開發模塊(UG/OPENUIStyler)
UG/OPENUIStyler模塊是UG提供的主要用于對話框的制作、實現UG參數化繪圖的專用模塊。用戶使用此模塊可快速建造UG風格對話框的可視化環境,并能生成相應的已被封裝好的UG/OPEN UIStyler文件和程序代碼,從而使用戶在使用UG/OPEN UIStyler產生的對話框時,不必考慮圖形界面(GUI)的實現。
1. 1. 5菜單腳本定義工具(UG/OPENMenuScript)
UG/OPENMenuScript是UG提供的主要用于制作用戶菜單的專用模塊。用戶使用它能很方便地用ASCII文本文件來編輯UG菜單和為自己的應用程序模塊創建用戶菜單,以便與UG無縫集成。UG/OPENMenuscript支持用戶對UG主菜單和快速彈出式下拉菜單的修改,通過它可以改變UG菜單的布局、添加新的菜單項以執行用戶二
次開發程序、UserTools文件、操作命令等[2]。
1. 1. 6用戶工具(UserTools)
用戶工具是一種生成用戶對話框的工具。它有兩種功能:其一是在UG主菜單的UserTools下拉菜單中添加用戶項:其二是生成彈出式對話框。用戶工具生成的界面風格和UG界面一致,通過它可運行對話框文件、宏文件、
UG/openAPI及UG/openGRIP程序。用戶工具生成的文件擴展名有*. utm和*. utd,其中* utm文件用于UG16.0
以前的版本,在主菜單UserTools中添加用戶項,這需在UG的初始化文件ugii_env. dat文件中指明路徑,自動裝
載。*. utd文件可通過*. utm文件調用或*.men菜單文件調用。*. utm文件和*. utd文件可用W indows中的寫字板進行編輯,并且該文件必須放在application目錄中,以便UG啟動自動加載。
2　二次開發的關鍵技術
UG(V18.0)提供的二次開發工具和方法,只有用程序將它們集成起來,才能實現用戶需要的特定功能。本文通過應用實例探討了利用VC++6. 0開發平臺編程調用UG/OPENUIStyler對話框和UG/OPENAPI,進行API、UI-Styler及MenuScript聯合開發模具CAD系統的基本方法和關鍵技術。
2. 1 UG工作目錄的設置
在硬盤中建立工作文件夾,如D: user,再在user目錄下建立application、startup和udo分別用于存放開發過程中所建立的文件。
2.2環境變量的設置
在進行UG/OPENAPI應用開發之前,應首先進行開發及運行的環境設置,以確保應用程序的開發、調試及運行過程的正常進行。設置UG啟動時讀取用戶文件目錄有三種方法。
 通過改變UG環境文件中的設置,指定UGIII_US-ER_DIR或UGII_SITE_DIR或UGII_VENDOR_DIR的放二次開發結果所使用的目錄,并刪除前面的“#”。如:UGII_USER_DIR=D: user。
 在customize_dirs. dat文件的末尾增加一條語句D:user。
 在操作系統的環境變量中設置。如: UGII_USER_DIR=D: user。
2.3編程向導的生成
將D: UGS180UGOPEN中的UgOpen_v18和UgOpe_v18. awx文件復制目錄到D: MicrosoftVisual StudioMS-Dev98Template下,即可在VC新建工程是找到UG/OPENAppwizardV18向導,方便并簡化了用戶的開發[3]。
2.4應用菜單的建立
我們借助UG/OPENMenuScript可以方面地將自己開發的應用程序引入UG的標準菜單中,實現了快捷、方便地調用UG/OPEN UIStyler、UG/OPEN API和UG/OPENGRIP應用程序。使用UG/OPENMenuScript調用與應用系統對應的對話框。
編輯用戶工具菜單定義文件。
用戶工具菜單定義文件是一種文本文件,該文件擴展名為“.men”,它可以設定用戶下拉式菜單的內容條目,并把用戶所制定的應用程序與它對應。一般該文件必須放在UG180UGALLIANCEsite(或vendor) startup子目錄中,以便在UG啟動自動加載。
設置用戶目錄存放應用程序。
把對話框UIStyler代碼文件(*. dlg)放到子目錄ap-plication下,菜單文件(*.men)和與對話框對應的UG/OPENAPI(* dll)文件放在指定子目錄starup下。啟動UG后用戶菜單自動加載,用戶通過對相應菜單項目的操作調用應用程序[3]。
我們研究開發的軸瓦模具CAD系統首先在custom-izestartup下建立文件zhouwa.men,其內容如下:
//內燃機的zhouwa.men
//此程序必須放在startup目錄中,以便啟動UG后
裝入
VERSION 120
EDITUG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR
AFTER UG_HELP
CASCADE_BUTTONUISTYLER_DLG_CASCADE_BTN
LABEL二次開發
END_OF_AFTER
CASCADE_BUTTONUISTYLER_DLG_CASCADE_BTN
BUTTON SEQUENCEPLAN_BTN
LABEL軸瓦設計…
ACTIONS zhouwa. dlg //調用用戶軸瓦設計的主程序
END_OF_MENU
編輯完成后重新啟動UG18. 0便能看到主菜單上新添加的用戶界面,如圖1所示。

2.5對話框的設計
UG/OPENUIStyler為用戶或第三方開發者提供一個可視化的對話框生成器,允許用戶制定UG風格的對話框,并生成封裝了對話框生成代碼的UG/OPEN UIStyle文件(*. dlg),它為用戶提供了豐富的對話框控件,用戶可以根據需要使用這些控件構建對話框建立一個方便友好的圖形界面[4]。
利用UIStyler,創建對話框及相應的回調函數原型,其步驟如下:
1)啟動UG18.0,進入UIStyler界面。
2)創建“軸瓦設計”對話框界面,如圖2所示。
“創建”對應的回調函數action_creat_tool_cb,“定位”對應回調函數action_position_tool_cb,保存到customize
application目錄中,文件名設為zhouwa。此時, customizeapplication目錄中將生成zhouwa. dlg、zhouwa_template. c、zhouwa. h三個文件,其中zhouwa. dlg文件是對話框文件,交給Unigraphics使用。zhouwa_template. c文件是代碼文件,包含了所有回調函數定義。zhouwa. h文件是zhouwa_template. c文件的頭文件,包含了控件標識的定義。
2. 6 UG內部應用程序的編制
UG/OPENAPI在W indows 2000平臺下支持MicrosoftVisualC++6.0進行二次開發,用戶通過在MicrosoftVisu-alC++6.0中設置相應的環境變量即可使用VC++編寫、編譯、鏈接用戶的應用程序。用戶使用UG/OPEN API開
發的應用程序有兩種模式:內部模式(Internal模式)和外部模式(External模式),這里模式是指產生的可執行代碼的類型,即共享庫(Internal)或獨立的可執行代碼(Exter-nal),內部模式需要在UG環境下運行,用戶可以進行交互操作,而外部模式不支持交互式操作,部分函數不能在外部模式中使用。使用內部模式編程,必須使用ufusr函數(主函數)作為程序運行的入口點,它可以看作是用戶寫的UG子程序或子函數。執行程序時,UG將程序裝入內存并搜索ufusr,程序從這里開始執行,執行完后由一個re-turn語句返回UG。所有UG/OPEN API程序必須正確地開始和終止配置和返回UG/OPEN APILicense,用戶使用兩個函數UF_initialize()和UF_terminate()來實現這一點。
在定義變量后調用的第一個UG/OPEN API函數必須是UF_initialize(),且最后一個調用函數也必須是UF_termi-
nate()[1]。
在W indows2000平臺下支持MicrosoftVisualC++6.
進行二次開發內部模式的應用程序,開發過程包括:在VC++6.0集成環境中編寫源程序、編譯和鏈接并生成DLL
文件、在UG中調試程序、交付使用等。
1)進入VC++6. 0,創建Projec:t File→New→Project。選UG/OPENW izard創建名為zhouwa的Workspace。
2)配置程序頭文件zhouwa. h及庫文件zhouwa. lib的目錄路徑:在project settings對話框中的link項中輸出路徑設置為customizeapplicationzhouwa. dll。
3)配置Projec:t project→settings→Debug,“Gategory”欄是Genera,l在“Exeutable for debug session:”欄輸入UGS180UGIIugra.f exe。
4)在Project中添加對話框模板文件zhouwa_template。
5)修改對話框模板文件zhouwa_template. c。
6)編輯和生成zhouwa. dll文件。該文件可被UG/OPENMenuScript的zhouwa.men文件調用。
2.7系統的運行
進入UG18.0,創建新parts:File→New…→輸入文件名“zhouwa”;進入實體建模CAD模塊: Application→Modeling…。在主菜單中選擇:二次開發→軸瓦設計,系統彈出“軸瓦設計”對話框,如圖3所示。
在彈出的對話框中輸入適當的參數,點擊“軸瓦零件”按鈕或“軸瓦模具”按鈕,將進入相應的設計主菜單,選擇相應的菜單項,可以在UG主畫面上自動生成零件或模具的三維圖形、各種視圖和相應的技術參數。
3　結束語
運用UG開發工具和軟件工程方法,建立和開發專用的模具CAD系統,界面簡潔直觀、操作方便、具有良好的人機交互性、可擴充性和移植性。該系統的使用不需要用戶掌握UG軟件的專業知識,適合產品系列化設計,大大
提高了軸瓦模具的設計效率,為基于UG的產品CAD/CAE/CAM系統開發和模具的自動化設計和制造打下良好的基礎。
參考文獻
1董正衛等. UG/OPENAPI編程基礎.清華大學出版社,P1~20
2尹顯東,劉春燕,崔樹禮等. UG的二次開發及其應用技術研究.機械,2002(29)增刊:32-34
3吳家洲,吳波,楊叔子.UG軟件的二次開發.機床與液壓, 2001(5):89-91
4胡道鐘.微機平臺的UG二次開發技巧.CAD/CAM計算機輔助設計與制造,2001(1)13-15