杭祖權(quán)（北京航天光華電子技術(shù)有限公司，北京　100854)

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基于Pro/E二次開發(fā)的自動裝配技術(shù)

杭祖權(quán)
（北京航天光華電子技術(shù)有限公司，北京100854)

摘要對于企業(yè)的系列化產(chǎn)品來說，數(shù)量龐大的模型裝配工作是一個重復(fù)而煩瑣的過程。以Pro/E二次開發(fā)工具包Pro/Toolkit為基礎(chǔ)，采用C語言編程，介紹了兩種常用的裝配約束的二次開發(fā)過程，從而實現(xiàn)了模型的自動裝配，提高了產(chǎn)品設(shè)計效率。

關(guān)鍵詞Pro/E，Pro/Toolkit，二次開發(fā)，自動裝配

引言

Pro/E是當前航天、航空、工程機械等領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的CAD/CAE/CAM一體化軟件之一，Pro/Toolkit是Pro/E自帶的二次開發(fā)工具包。企業(yè)可以根據(jù)自己的產(chǎn)品特點，采用Pro/Toolkit編寫C或C++語言程序代碼，通過軟件開發(fā)平臺，將生成的應(yīng)用程序無縫集成到Pro/E中，擴展其功能。

由于企業(yè)系列化產(chǎn)品的零件模型數(shù)量龐大，裝配過程重復(fù)且煩瑣，裝配中多為“對齊”和“插入”兩種裝配約束，可以通過Pro/E二次開發(fā)實現(xiàn)零件模型的自動裝配。本文介紹了“對齊”和“插入”等兩種常用的裝配約束的二次開發(fā)過程，按照其實際裝配的約束思想，以Pro/Toolkit函數(shù)庫為基礎(chǔ)，編寫C語言程序代碼，采用VS2008進行編譯和連接，創(chuàng)建了可以在Pro/E中運行的動態(tài)連接庫（DLL文件），以實現(xiàn)零件模型的自動裝配。

1　常用裝配約束及其二次開發(fā)實現(xiàn)

1.1常用約束類型及完全約束集

在Pro/E零件模型裝配中，通常以用戶定義的一組約束集來表示兩個零件的相互約束關(guān)系，Pro/E中提供的約束有“配對”、“對齊”、“插入”、“坐標系”、“相切”等約束類型，其中“對齊”和“插入”在企業(yè)的系列化產(chǎn)品模型裝配中最為常用，可組合成兩種常用的完全約束集，一種為三對面分別對齊的完全約束集，另一種為一對面對齊與軸孔插入結(jié)合的完全約束集。

三對面分別對齊的完全約束集是指在兩個裝配零部件模型中分別定義三個相互垂直的面，并將對應(yīng)的兩個面以對齊的方式進行約束，形成包含三個“對齊”約束的一組完全約束集，如圖1(a)所示的平面“D_TOP_A1”、“D_ FRONT_A1”、“D_RIGHT1_A1”，圖1(b)所示的平面“A1_TOP_B1”、“A1_FRONT_B1”、“A1_RIGHT1_ B1”。在零件數(shù)量龐大的產(chǎn)品中，按照習慣更改平面名稱能夠提高工作效率并減少裝配中的錯誤。

圖1　定義相互配合的零件的三對對應(yīng)平面

一對面對齊與軸孔插入結(jié)合的完全約束集是指兩個裝配零部件分別定義相互垂直的平面和圓孔(或中心軸)，將對應(yīng)的平面“對齊”約束，對應(yīng)的軸孔曲面“插入”約束，形成一組完全約束集，如圖2(a)所示的面板平面“PLATENESURFALIGN”和圓周曲面“LEDINSERT”，圖2(b)所示的發(fā)光二極管平面“SURFALIGN”和圓周曲面“SURFINSERT”，曲面定義方法為對模型屬性中的名稱項進行修改和添加。

圖2　定義相互配合的零件的對齊平面和插入曲面

1.2自動裝配的實現(xiàn)

自動裝配程序?qū)崿F(xiàn)的步驟及其所應(yīng)用的主要Pro/ Toolkit函數(shù)有：

（1）將零件添加到組件的初始位置，對應(yīng)函數(shù)ProAsmcompAssemble(ProAssembly owner_assembly，ProSolid component_model，ProMatrix init_pos,ProAsmcomp* feature)，其中init_pos為4×4單位矩陣，表示元件的初始裝配位置；

（2）初始化約束數(shù)組，對應(yīng)函數(shù)ProArrayAlloc(int n_ objs,int obj_size,int reallocation_size,ProArray* p_array)；

（3）得到組件基準或組件中用于定位的元件基準，以及裝配元件的基準，對應(yīng)函數(shù)ProModelitemByNameInit(ProMdl mdl,ProType type,ProName name,ProModelitem* p_item)；

（4）初始化組件的路徑或組件中用于定位的元件的路徑，對應(yīng)函數(shù)ProAsmcomppathInit(ProSolid p_ solid_handle,ProIdTable memb_id_tab,int table_size,ProAsmcomppath* p_handle)。其中，memb_id_tab表示組件中用于定位的元件的內(nèi)部特征ID，指向某個特定的零件，該值可通過查看組件中特定元件的特征信息，如該零件為第一個裝入的元件組件，該值取-1；table_size表示該零件裝入到組件中的層數(shù)，具體用法如圖3所示。

（5）具體化組件和元件基準，對應(yīng)函數(shù)ProSelection Alloc(ProAsmcomppath* p_cmp_path,ProModelitem* p_mdl_ itm,ProSelection* p_selection)；

（6）分配約束空間，以及對裝配約束進行賦值，分配約束空間函數(shù)為ProAsmcompconstraintAlloc()，設(shè)置元件裝配類型函數(shù)為ProAsmcompconstraintTypeSet()，平面“對齊”約束的值為PRO_ASM_ALIGN，“插入”約束的值為PRO_ASM_INSERT，設(shè)置組件平面約束方向的函數(shù)為Pro AsmcompconstraintAsmreferenceSet()，設(shè)置裝配元件平面約束方向的函數(shù)為ProAsmcompconstraintCompreferenceSet()；

圖3　元件路徑圖及其說明

（7）將一對約束添加到約束數(shù)組中，對應(yīng)函數(shù)ProArrayObjectAdd(ProArray* p_array,int index，int n_ objects，void* p_object)；

（8）重復(fù)步驟（4）～（7），添加其它約束。如果為三對面分別“對齊”約束，將另外兩對平面約束添加到約束數(shù)組中，可以直接采用if循環(huán)函數(shù)實現(xiàn)；如果為面面“對齊”與軸孔“插入”結(jié)合約束，可以采用switch語句分別添加平面“對齊”約束和軸孔“插入”約束。

（9）將約束數(shù)組添加到組件中，使相互裝配的兩個零件按所定義的約束數(shù)組重新定位，對應(yīng)函數(shù)Pro AsmcompConstraintsSet(ProAsmcomppath* component_ path,ProAsmcomp* component,ProAsmcompconstraint* p_ constraints)。

2　實例檢驗

結(jié)合相關(guān)文獻的研究，根據(jù)自動裝配實現(xiàn)步驟和Pro/ Toolkit函數(shù)，完成了兩個應(yīng)用程序，運行后分別完成指定的零件三對平面“對齊”約束的自動裝配，如圖4所示，以及面板與發(fā)光二極管對應(yīng)平面“對齊”和圓周面“插入”約束的自動裝配，如圖5所示。

在此基礎(chǔ)上，采用該方法可解決典型轉(zhuǎn)接板類的快速設(shè)計問題。

圖4　三對平面對齊約束程序運行實例

圖5　對齊和插入結(jié)合約束程序運行實例

3　結(jié)束語

本文基于Pro/E軟件自帶的二次開發(fā)工具包Pro/ Toolkit，實現(xiàn)了零件之間的三對平面“對齊”約束集自動裝配，以及面面“對齊”與軸孔“插入”結(jié)合約束集自動裝配，介紹了自動裝配應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)的步驟，以及主要應(yīng)用的Pro/Toolkit函數(shù)，最后采用軟件開發(fā)平臺VS2008進行編譯和連接，將自動裝配程序集成到Pro/E軟件中，并使用實例檢驗了程序。對于企業(yè)數(shù)量龐大的系列化產(chǎn)品，采用自動裝配能夠大幅提高產(chǎn)品模型的裝配效率。

參考文獻

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文章編號：1009-8119（2016）02（1）-0057-02