UG的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

1、UG應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景目錄摘要- 1 -關(guān)鍵詞- 1 -一、UG的簡介- 1 -二、UG的功能特點- 2 -三、 UG的二次開發(fā)技術(shù)- 4 -3.1 UG/Open- 4 -3.2 UG/OPEN UIStyler- 4 -3.3 UG/OPEN MenuScript- 5 -3.4 UG/OPEN API- 5 -四、UG的應用現(xiàn)狀- 6 -五、UG的發(fā)展前景- 6 -參考文獻- 7 -I摘要：介紹了 UG的功能特點及其二次開發(fā)技術(shù)，并對目前在UG方面的一些典型應用作了介紹，指出對單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化，基于特征、全相關(guān)等于一體的三維CAD/CAE/CAM軟件，UG的應用必將越來越廣泛越深入。U

2、G是一個通用軟件，用戶必須在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，才能滿足專門模具設(shè)計的需要，提高設(shè)計效率。UG在它所觸及的各行各業(yè)中的應用程度和深度雖然各不相同，但效果是顯著的。關(guān)鍵詞：二次開發(fā)技術(shù)；應用；參數(shù)化特征造型；三維造型一、UG的簡介UG是起源于美國麥道(MD)公司的產(chǎn)品，1991年11月并入美國通用汽車公司EDS分部。如今EDS是全世界最大的信息技術(shù)(IT)服務公司，UG由其獨立子公司Unigraphics solutions開剔11J。Unigraphics solutions己在紐約股票交易所上市。UG2005年的收入達115億美元，CIMdata對PLM市場收入進行的協(xié)同產(chǎn)品定義管理(CP

3、DM)調(diào)查中，UGS已連續(xù)五年居榜首。UGNX(簡稱UG)是UGS五大產(chǎn)品之一(Tc鋤center、NX、solid Edge、Efactory、PLM components)，是集CAD、CAE和CAM于一體的機械工程設(shè)計輔助系統(tǒng)，該軟件能適應多種復雜的曲面造型和參數(shù)化實體造型，可以直觀、準確地反映零、組件之間的裝配關(guān)系，使產(chǎn)品開發(fā)完全實現(xiàn)設(shè)計、分析、制造的無圖紙生產(chǎn)，并可使產(chǎn)品設(shè)計、工裝設(shè)計和制造等工作并行開展，適用于各種產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)，因此而廣泛應用于汽車、航空、船舶、通用機械、電器和玩具等行業(yè)，以及模具等的設(shè)計、分析及制造工程。UG采用基于特征的實體造型，具有尺寸驅(qū)動編輯功能和統(tǒng)一的

4、數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了CAD、CAE、CAM之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換，它具有很強的數(shù)控加工能力，可以進行2軸5軸聯(lián)動的復雜曲面加工和鏜銑。UGS擁有46，00家客戶，全球裝機量近40萬臺套。在全球排名前30強的汽車原始設(shè)備制造商中，有多達27個制造商使用UGS軟件。在美國航空航天工業(yè)己安裝有1000多套UG。UGS在噴氣發(fā)動機行業(yè)位居領(lǐng)先地位。UGS目前也遍及到機械、醫(yī)療設(shè)備、電子、高技術(shù)和消費品工業(yè)，用戶包括松下、3M、Philips Electronic、Gillette Company等。UG是一個完整的產(chǎn)品解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。UG針對用戶的虛擬產(chǎn)品

5、設(shè)計和工藝設(shè)計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。UG能夠有效地捕捉、利用和共享數(shù)字化工程完整過程中的知識，事實證明為企業(yè)帶來了戰(zhàn)略性的收益UG系統(tǒng)運行環(huán)境：(1)硬件(機型)：HP9000、Sun、DEC、SGI、IBMRS/6000PC(如Founder)。(2)軟件(操作系統(tǒng))：WindowSNT、VMS、UNIX。(3)用戶界面：菜單選擇、窗口功能、鍵盤、鼠標器輸入。(4)網(wǎng)絡(luò)：TCPIP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。(5)數(shù)據(jù)庫：IMAN可提供獨立運行的、面向?qū)ο蟮募晒芾頂?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。以下是UG軟件的發(fā)展歷史：1960年 McDonnell Douglas Automation公司成立。1976年 收

6、購Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的開發(fā)商United Computer公司，Unigraphics雛形產(chǎn)品問世。1983年 Unigraphics II進入市場。1986年 Unigraphics吸取了業(yè)界領(lǐng)先的、為實踐所證實的實體建模核心Parasolid的部分功能1989年 Unigraphics宣布支持UNIX平臺及開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將一個新的與STEP標準兼容的三維實體建模核心Parasolid引入Unigraphics。1990年 Unigraphics作為McDonnell Douglas(現(xiàn)在的波音公司)的機械CAD/CAM/CAE的標準。1991年 Unigr

7、aphics開始了從CADCAM大型機版本到工作站版本的移植1993年 Unigraphics引入復合建模的概念，可將實體建模、曲面建模、線框建模、半?yún)?shù)化及參數(shù)化建模融為一體。1995年 Unigraphics首次發(fā)布Windows NT版本。1996年 Unigraphics發(fā)布了能夠自動進行干涉檢查的高級裝配功能模塊、最先進的CAM模塊以及具有A類曲面造型能力的工業(yè)造型模塊；占領(lǐng)了巨大的市場份額，已成為高端、中端及商業(yè)CAD/CAM/CAE應用開發(fā)的常用軟件。1997年 Unigraphics新增了包括WAVE在內(nèi)的一系列工業(yè)領(lǐng)先的新功能，WAVE這一功能可以定義、控制和評估產(chǎn)品模板；被

8、認為是在未來五年中業(yè)界最有影響的新技術(shù)。2000年 發(fā)布新版本UGV17。新版本的發(fā)布，使UGS成為工業(yè)界第一個可裝載包含深層嵌入“基于工程知識”（KBE）語言的世界級MCAD軟件 產(chǎn)品的主要供應商。2001年 發(fā)布新版本UGV18，新版本中對舊版本中對話框做了大量的調(diào)整，使在更少的對話框中完成更多的工作從而使設(shè)計更加便捷。2002年 發(fā)布新版本UG NX1，開始將I-deas與UG進行融合2003年 發(fā)布新版本UG NX2 NX 2也象征著世界兩大領(lǐng)先的產(chǎn)品Unigraphics 和 I-deas的統(tǒng)一進程的第二步2004年 發(fā)布新版本UG NX3, NX3是將

9、I-deas的重要功能移植入NX軟件的第一個版本2005年 發(fā)布新版本UG NX4，最新版本的NX4以NX 在數(shù)字化模擬和知識工程領(lǐng)域的領(lǐng)導地位為基礎(chǔ)， 并特別針對產(chǎn)品式樣、設(shè)計、模擬和制造開發(fā)了新功能，它帶有數(shù)據(jù)遷移工具，對希望過渡到 NX 的 I-deas 用戶能夠提供很大的幫助。二、UG的功能特點UG軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能；而且，在設(shè)計過程中可進行有限元分析、機構(gòu)運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高設(shè)計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG

10、/OPen GRIP，UG/open API簡單易學，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。具體來說，該軟件具有以下特點：(1）具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了CAD/CAE/CAM等各模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實施并行工程。(2）采用復合建模技術(shù)，可將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。(3）用基于特征（如孔、凸臺、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計辦法，并能用參數(shù)驅(qū)動。(4）曲面設(shè)計采用非均勻有理B樣條作基礎(chǔ)，可用多種方法生成復雜的曲面，特別適合于汽車外形設(shè)計、汽輪機葉片設(shè)計等復雜曲面造型。(5）出圖功能

11、強，可十分方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能按ISO標準和國標標注尺寸、形位公差和漢字說明等。并能直接對實體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各種剖視圖，增強了繪制工程圖的實用性。(6）以Parasolid為實體建模核心，實體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名CAD/CAE/CAM軟件均以此作為實體造型基礎(chǔ)。(7）提供了界面良好的二次開發(fā)工具GRIP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）和UFUNC（USER FUNCTION），并能通過高級語言接口，使UG的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結(jié)合起來。(8）具有良好的用戶介面，絕大多數(shù)功能都可通過圖標實現(xiàn)；進行對

12、象操作時，具有自動推理功能；同時，在每個操作步驟中，都有相應的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。另外，由于UG對數(shù)據(jù)格式和圖像格式的識別能力， UG中可以很容易的讀取AutoCAD的二維在圖形作為拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混成的草圖；同時AutoCAD在我國普及率很高，許多人對它都十分熟悉，而且很多企業(yè)早期的圖檔都在AutoCAD中作的，因此可以使用已有的AutoCAD二維圖形作為UG三維造型時的草圖，進行三維轉(zhuǎn)換，也可以使用AutoCAD來為UG繪制草圖， 從而避免重復勞動和有效地利用已有資源。參數(shù)化特征造型被公認為目前幾何造型的發(fā)展趨勢，UG實體模型由一些工程特征組合而成，UG模塊提供了拉伸、旋轉(zhuǎn)

13、、掃描、過度、孔、槽、圓角、倒角、抽殼、拔模斜度、自由變形、變截面掃描等眾多的特征和特征的構(gòu)造方法，為用戶提供了設(shè)計非常復雜形狀或?qū)嶓w模型的有力工具。此外，UG基于特征的參數(shù)化造型時將參數(shù)化造型的思想和特征造型的思想有機的結(jié)合在一起，用尺寸驅(qū)動或變量設(shè)計的方法定義特征并進行類似的操作，這樣就形成了參數(shù)化特征造型。由于特征全部用參數(shù)化定義，因此對形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等均可隨時修改和更行，最終達到修改設(shè)計的目的。參數(shù)化方法使設(shè)計者在構(gòu)造幾何模型時可以集中于概念設(shè)計和整體設(shè)計，充分發(fā)揮創(chuàng)造性，提高設(shè)計效率?；谔卣鞯募夹g(shù)為設(shè)計者提供了符合人們思維習慣的設(shè)計環(huán)境，二者有機地結(jié)合起來進行實體造型

14、將極大的提高設(shè)計效率。在UG的環(huán)境中，構(gòu)造實物實體的方法很多。選擇一種有效的方法，使建立的特征少，且能有效生成實體；形成的特征有利于后續(xù)特征的建立和修改是非常重要的。所以在設(shè)計之初，對零件的外型設(shè)計要一個整體規(guī)劃，要清楚自己所做的零件的復雜程度，首先要確定整個零件的基準參考中心和參考面，使后面建立的特征（Feature）都是基于該基準建立的，這樣有利于后面特征修改（Modify）和再生成（Regenerate）；其次要確定模型（Model）的所有特征間構(gòu)建的大致先后順序，把一些小而非重要特征先做，對開始不太明確的，并且需要經(jīng)常改動變化的特征放到后面建立。這樣就可以在需要修改時改動局部就可以了，

15、既節(jié)省了時間又省去了許多麻煩。三、 UG的二次開發(fā)技術(shù)對一般的設(shè)計人員來說，要使用UG所提供的方法進行復雜零件的三維造型，并不是一件容易的事，設(shè)計人員需要花費大量的時間熟悉UG，并且掌握較高水平的建模技巧，但是如果充分利用UG的二次開發(fā)工具，就可以方便的實現(xiàn)復雜零件設(shè)計的參數(shù)化，從而大大提高設(shè)計效率。UG為通用支撐軟件系統(tǒng)，僅具有CAD/CAM的基本功能，沒有提供專用產(chǎn)品所需要的完整計算機輔助設(shè)計/制造功能。由于機械產(chǎn)品的千變?nèi)f化，需要針對具體對象在選用的CAM軟件平臺上進行二次開發(fā)，來設(shè)計出界面友好、功能強大和使用方便的專 用 產(chǎn) 品 的CAD/CAM系統(tǒng)UG/OPENUIStyler、UG

16、/OPEN GRIP和UG/OPEN API 的二次開發(fā)技術(shù)。3.1 UG/OpenUG/Open二次開發(fā)模塊為 UG 軟件的二次開發(fā)工具集，便于用戶進行二次開發(fā)工作，利用該模塊可對 UG 系統(tǒng)進行用戶化剪裁和開發(fā)， 滿足用戶的開發(fā)需求。UG/Open 包括以下幾個部分：（1）UG/Open Menuscript 開發(fā)工具，對UG軟件操作界面進行用戶化開發(fā)，無須編程即可；（2）對UG標準菜單進行添加、重組、剪裁或在UG軟件中集成用戶自己開發(fā)的軟件功能；UG/Open UIStyle開發(fā)工具是一個可視化編輯器，用于創(chuàng)建類似UG的交互界面，利用該工具，用戶可為UG/Open應用程序開發(fā)獨立于硬件平

17、臺的交互界面；UG/Open API 開發(fā)工具，提供UG軟件直接編程接口，支持C、C+、Fortran和Java 等主要高級語言；UG/Open GRIP開發(fā)工具是一個類似APT 的UG內(nèi)部開發(fā)語言，利用該工具用戶可生成NC自動化或自動建模等用戶的特殊應用。3.2 UG/OPEN UIStylerUIStyler 是開發(fā)UG對話框的可視化工具，生成的對話框能與UG集成，讓用戶更方便、更高效地與UG進行交互操作。利用這個工具可以避免復雜的圖形用戶接口GUI的編程，直接將對話框中的基本控件組合生成功能不同的對話框。開發(fā)人員進入UG，點擊AplicationUserInterfaceStyler就可

18、以進入對話框設(shè)計的界面。該界面包括一個工具條和三個窗口：對象瀏覽窗口、資源編輯器窗口以及設(shè)計對話框窗口。應用工具條能夠快速點擊圖標，在設(shè)計對話框上添加刪除控件，進行對話框界面的設(shè)計；對象瀏覽器窗口顯示對話框上所有控件的信息，選中某一控件即可在資源編輯器窗口中進行相應的操作；資源編輯器窗口用于設(shè)置修改控件的屬性、消息等操作；設(shè)計對話框窗口用來顯示對話框的界面。當界面設(shè)計完成后，保存 UIStyler編寫的對話框時生成3個文件：*dlg、*_template.c及*.h文件。其中，*.dlg是保存對話框圖形界面的文件；.h文件是 UIStyler對話框C語言的頭文件，包括對話框及*_templat

19、e.c是 其控件的標識符和函數(shù)原型的申明；UIStyler對話框 C 語言的模板文件，包括各種定義用戶的主要工作是修改*_template.c 模板文和命令。件并在其中添加用戶代碼，以確定UIStyler對話框被調(diào)用的形式及其所能實現(xiàn)的功能。對模板文件的修改工作可在VC中完成，然后和.h編譯連接生成.DLL文件。應用 UIStyler這一工具可以使開發(fā)人員方便、快速地設(shè)計出與UG界面風格一致的對話框，避免其他復雜的編程。而且可以和用其他開發(fā)工具開發(fā)出的結(jié)果進行集成。UG/Open UIStyler 工具和UG/Open Menu Script工具一樣，都只具有某一方面的功能：UG/Open U

20、IStyler用于對話框的開發(fā)，UG/Open Menu Script用于菜單的開發(fā)。3.3 UG/OPEN MenuScript用這一工具可實現(xiàn)用戶化的菜單。UG/OPEN MenuScript 支持UG主菜單和快速彈出式菜單的設(shè)計和修改，通過它可以改變UG菜單的布局。添加新的菜單項以執(zhí)行用戶GRIP、API二次開發(fā)程序、User Tools文件及操作系統(tǒng)命令等。 應用 UG/OPEN MenuScript編程有兩種方法可以實現(xiàn)菜單用戶化：（1）添加菜單文件。添加菜單文件到相應的菜單目錄下，這些菜單文件是經(jīng)過用戶編輯的、符合自己要求的菜單文件。（2）編輯標準菜單文件。開發(fā)者編輯存在的標準菜單

21、文件。這種辦法就會改變UG原來的界面，不能恢復。開發(fā)者可通過文本編輯器，如記事本編輯UG菜單文件。UG/Open API 提供 UG/Open API程序與 UG/OPEN MenuScript程序的接口函數(shù)。3.4 UG/OPEN APIUG/Open API 又稱 User Function，是一個允許程序訪問并改變UG對象模型的程序集 。UG/OpenAPI 封裝了近 2000個UG操作的函數(shù)，通過它可以在C程序和C+ 程序中以庫函數(shù)的形式調(diào)用UG內(nèi)部的近 2000個操作， 它可以對UG 的圖形終端、文件管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫進行操作，幾乎所有能在UG界面上的操作都可以用UG/Open API

22、函數(shù)實現(xiàn)。UG/Open API 程序根據(jù)編譯連接的情況可以運Internal與External. External 行在兩種不同的環(huán)境中，類型以.exe方式可以直接在操作系統(tǒng)下運行，獨立于系統(tǒng)，該類型無法顯示圖形與用戶交互，但可以打印和生成計算機圖形元文件 CGM） Internal（；類型只能運行在UG環(huán)境下該程序以.dll（動態(tài)鏈接庫）的方式被調(diào)到UG的進程空間中，一旦調(diào)進便該類型與 External 類型相比他的優(yōu)點是常駐內(nèi)存，可以連接的更快且程序更小并能與用戶交互Internal類型程序的運行可以從UG圖形界面里來調(diào)用，另外可以從UG/Open Menu Script、User Ex

23、its、User Tools和UG/Open GRIP里調(diào)用。UG/Open API程序使用的是C或C+編程語言?；赪indows NT操作系統(tǒng)的UG軟件開發(fā)可在VC+6.0環(huán)境下進行。在VC環(huán)境中建立一個UG二次開發(fā)工程有兩種方法。其一是利用UG/Open AppWizard這個向?qū)斫⒒镜目蚣埽黄涠窃赩C中手工建立一個UG/Open API的工程。第一種方法是要按照向?qū)б徊揭徊綀?zhí)行下去就可以完成這個工程的基本框架。相對于第一種方法，第二種方法就煩瑣得多，它必須在VC中人為配置工程的各種設(shè)置，才能建立起UG軟件和VC的連接。所以最好使用 UG/OpenAppWizard來建立二次開發(fā)工程。UG/Open API 程序的運行可以在這幾種環(huán)境下運行：（1）VC環(huán)境。在這種環(huán)境下內(nèi)部、外部程序均可以執(zhí)行。（2）UG界面。這種環(huán)境只能執(zhí)行內(nèi)部程序。程序的執(zhí)行是程序通過VC+ 編譯連接后，產(chǎn)生一個DLL文件，然后進入UG，執(zhí)行這個DLL文件。（3）UG/OpenGRIP程序。這是通過GRIP程序來調(diào)用UG/Open API程序。由于編程是在VC中進行，所以可以充分發(fā)揮VC的強大功能和豐富的編程資源，也可以利用企業(yè)原有的語言代碼資源，將其集成到UG中。用UG/Open API函數(shù)進行二次開發(fā)的優(yōu)點是該工具功能比較強大，能夠?qū)崿F(xiàn)UG的絕大部分操作，易于進行交