CATIA界面二次開(kāi)發(fā)

1、基于CATIA的界面二次開(kāi)發(fā)方法與實(shí)例作者：董伊鑫摘要：本文介紹了在以WindowsXP為操作系統(tǒng)的微機(jī)上應(yīng)用VC+6.0工具，基于ComponentApplicationArchitecture(CAA)組件應(yīng)用架構(gòu)的CATIA界面二次開(kāi)發(fā)技術(shù)。并在此基礎(chǔ)上通過(guò)建立一個(gè)基于CATIA二次開(kāi)發(fā)的五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng),實(shí)例介紹了CATIA的二次開(kāi)發(fā)的目前研究結(jié)果。關(guān)鍵詞：CATIACAA二次開(kāi)發(fā)界面數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)仿真CATIA(ComputerAidedThree&TwoDimensionalInteractionApplicationSystem,計(jì)算機(jī)輔助三維/二維交互式應(yīng)用系統(tǒng))V5

2、是IBM/DS基于Windows核心開(kāi)發(fā)的高端CAD/CAM軟件系統(tǒng)。目前CATIA最新的版本為V5R14。CATIA系統(tǒng)如今已經(jīng)發(fā)展為集成化的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，它具有統(tǒng)一的用戶界面、數(shù)據(jù)管理以及兼容的數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序接口，并擁有20多個(gè)獨(dú)立的模塊。在國(guó)內(nèi)，CATIA應(yīng)用CAA組件應(yīng)用架構(gòu)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)剛剛開(kāi)始不久，相對(duì)人員比較少，資料不多，由于CATIA軟件功能的強(qiáng)大以及CAA二次開(kāi)發(fā)功能的強(qiáng)大，探索和實(shí)現(xiàn)基于CATIA的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)具有很好的應(yīng)用價(jià)值。二、CATIA的二次開(kāi)發(fā)方式作為強(qiáng)大的工程軟件，CATIA具有很強(qiáng)的開(kāi)放性能。用戶可以按照自己的需要，采用不同方式進(jìn)行各種程度上的開(kāi)

3、發(fā)。CATIA二次開(kāi)發(fā)接口是通過(guò)兩種方式與外部程序通信：進(jìn)程內(nèi)應(yīng)用程序(In-processApplication)方式和進(jìn)程外應(yīng)用程序(Out-ProcessApplication)方式。進(jìn)程內(nèi)應(yīng)用程序方式下，CATIA軟件與腳本運(yùn)行在同一進(jìn)程地址空間，比如宏方式(Macro)。在CATIA環(huán)境下通過(guò)菜單記錄宏(RecordMacro)，宏記錄后，生成VB腳本(VisualBasicScript)序列，當(dāng)宏開(kāi)始運(yùn)行，CATIA就處于非激活狀態(tài)，因此不能宏調(diào)用之間存儲(chǔ)變量的值，這種方式比較簡(jiǎn)單，在CATIA環(huán)境就中可完成。進(jìn)程外應(yīng)用程序方式下，CATIA與外部應(yīng)用程序在不同進(jìn)程地址空間運(yùn)行。在

4、CATIA運(yùn)行的情況下，外部進(jìn)程可以通過(guò)接口駕馭CATIA,創(chuàng)建、修改CATIA環(huán)境和幾何形體的數(shù)據(jù)、尺寸等，同時(shí)支持對(duì)象連接與嵌入(OLE,ObjectLinkingandEnbedding)。具體來(lái)說(shuō)，CATIA的二次開(kāi)發(fā)主要有兩種方法：使用宏對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和使用組件應(yīng)用架構(gòu)(CAA-RADE)對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。1、使用宏(Macro)對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)?？梢杂糜谧詣?dòng)化(Automation)組件，使用VBScript作為編輯工具，這是一種交互方式的定制?？梢杂涗浻脩舻牟僮鬟^(guò)程，自動(dòng)生成代碼。CATIA提供了AutomationAPI用于VBScript對(duì)CATIA

5、的二次開(kāi)發(fā)，AutomationAPI具備了與任何OLE所兼容的平臺(tái)進(jìn)行通訊能力。自動(dòng)化應(yīng)用接口可以調(diào)用InputBox”和MsgBox”函數(shù)獲取用戶輸入信息和進(jìn)行輸出，而對(duì)于NT用戶則可以應(yīng)用VisualBasic來(lái)定義更為復(fù)雜的輸入輸出面板。運(yùn)行的時(shí)候可以給宏關(guān)聯(lián)一個(gè)圖標(biāo)，并置入CATIA顯示框架。這種方式的開(kāi)發(fā)流程如圖1中所示。圖1使用VB進(jìn)行CATIA二次開(kāi)發(fā)的基本流程2、使用組件應(yīng)用架構(gòu)(CAA-RADE)對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)ComponentApplicationArchitecture(CAA)組件應(yīng)用架構(gòu)，是DassaultSystemes產(chǎn)品擴(kuò)展和客戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的強(qiáng)有力

6、工具oDassaultSystemes提供的CAA產(chǎn)品包括如下內(nèi)容:CAARADE快速開(kāi)發(fā)環(huán)境，基于MicrosoftVisualStudioCAACATIAV5API，CATIAV5應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具CAAENOVIALCAV5API，ENOVIALCA應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具CAADELMIAV5API，DELMIAV5應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具CAAENOVIAPORTALV5API，ENOVIAPORTALV5應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具快速應(yīng)用研發(fā)環(huán)境RapidApplicationDevelopmentEnvironment(RADE)是一個(gè)可視化的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它提供完整的編程工具組。RADE以MicrosoftVisualC

7、+6.0為載體，開(kāi)發(fā)工具完全集成在了VC+環(huán)境中，并且提供了一個(gè)CAA框架程序編譯器，但同時(shí)也限制了VC+的部分功能?？梢哉f(shuō)CATIACAARADE是目前所有高端CAD/CAM開(kāi)發(fā)環(huán)境中最為復(fù)雜、同時(shí)也是功能最為強(qiáng)大的一個(gè)。CAA采用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言，開(kāi)發(fā)過(guò)程可看作是其組件對(duì)象的組合和擴(kuò)展。CAA采用組件對(duì)象模型(COM)和對(duì)象的連接和嵌入(OLE)技術(shù)，CAA的架構(gòu)如圖2所示。圖2CAA架構(gòu)三、使用組件應(yīng)用架構(gòu)的CATIA界面二次開(kāi)發(fā)方法下面的例子說(shuō)明了如何使用CAAC+開(kāi)發(fā)方式來(lái)建立一個(gè)CATIA內(nèi)部程序。實(shí)現(xiàn)的功能是新建一個(gè)獨(dú)立的工作臺(tái)(workbench)，并在其下面實(shí)現(xiàn)添加自定義菜

8、單，添加工具條以及按鈕圖標(biāo)，插入CATIA風(fēng)格的對(duì)話框。并生成對(duì)界面功能的響應(yīng)，建立command，實(shí)現(xiàn)調(diào)用對(duì)話框，以及通過(guò)輸入?yún)?shù)直接用代碼生成一個(gè)三維模型，并在CATIA主窗口中顯示。1、新建獨(dú)立的workbenchCATIAV5將某類包含一系列交互命令的一些工具條分組顯示在不同的工作臺(tái)（workbench）中，這樣有利于工具的查找和使用。通過(guò)自己新建的workbench可以將自己二次開(kāi)發(fā)形成的一系列命令集中顯示在一個(gè)工作臺(tái)中，便于以后的操作。工作臺(tái)的建立需要以下幾個(gè)步驟。九九創(chuàng)建工作臺(tái)廠（factory）的接口（interface）；九創(chuàng)建工作臺(tái)廠；九創(chuàng)建工作臺(tái)描述類；九創(chuàng)建響應(yīng)命令（c

9、ommand）的標(biāo)題；創(chuàng)建工作臺(tái)并排列圖標(biāo)按鈕響應(yīng)；提供圖片及提示等資源并將新建的工作臺(tái)插入開(kāi)始菜單；創(chuàng)建工作臺(tái)的顯示界面。插入新建的工作臺(tái)MyWorkBench后的CATIA開(kāi)始菜單如圖3所示，它與CATIA現(xiàn)有的模塊成為并列關(guān)系?，F(xiàn)在進(jìn)入MyWorkBench工作臺(tái)里面沒(méi)有任何工具條及按鈕，下面添加這部分工具。ICAT1AVS-lPradwtl&wT*n文件O隔拒視目（町墓礎(chǔ)結(jié)梅耳閻設(shè)計(jì)崔伏建巴融構(gòu)MalerralLtrAry莎：工廠囲2CATIAV4.V3-V2蜃讓雖tog）循箝爵CELMiACSIhtegrtkmPhotoStuioInrmsrsrreSyistKnA&SKtantRe

10、alTimeRendering圖3生成的新的工作臺(tái)y1ProductllCAAPrtPatt.Pt/?.CATPar1:aCAAPriPdtt.Faftj尸亠4in.i2、添加工具條及按鈕首先創(chuàng)建按鈕的描述類CAAAfrGeoCreationWkb，派生于CATBaseUnknown類。CATBaseUnknown是創(chuàng)建用戶界面并實(shí)現(xiàn)界面的基類，所有的接口都是從IUnknown/CATBaseUnknown繼承的。這個(gè)類中建立了兩個(gè)函數(shù)分別為CATCmdWorkbench*的CreateWorkbench()函數(shù)和無(wú)返回值類型的CreateCommands()。前面的函數(shù)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)順序插入工具

11、條、按鈕圖標(biāo)以及菜單，后面的函數(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)插入按鈕以及菜單和響應(yīng)函數(shù)的關(guān)聯(lián)。在CreateWorkbench()函數(shù)中用到了宏NewAccess(className,variableName,objectName)。CATIA的工作場(chǎng)(workshop)或者工作臺(tái)(workbench)可以被看作是一個(gè)入口的集合包，使用NewAccess宏可以創(chuàng)建一個(gè)這樣的入口。使用SetAccessChild(variableName,childName)以及SetAccessNext(variableName,nextName)這兩個(gè)宏則可以連接入口。其中className表示被創(chuàng)建類的類型，包括以下幾種類型

12、：CATCmdContainer,CATCmdWorkshop,CATCmdSeparator,CATCmdStarter。下面就是創(chuàng)建了一個(gè)按鈕的容器，也就是工具條，并在其中添加按鈕的部分代碼。NewAccess(CATCmdContainer,pCAAAfrTB1EltTlb,CAAAfrTB1EltTlb);/創(chuàng)建工具條pCAAAfrTB1EltTlbSetAccessChild(pCAAAfrGeoCreationWkb,pCAAAfrTB1EltTlb);/工具條加入工作臺(tái)創(chuàng)建按鈕cmd1，并設(shè)置其響應(yīng)宏為CAAAfrCmd1Hdr,最后將其加入工具條TB1中NewAccess(CA

13、TCmdStarter,pCAAAfrTTB1EltCmd1Str,CAAAfrTTB1EltCmd1Str);SetAccessCommand(pCAAAfrTTB1EltCmd1Str,CAAAfrCmd1Hdr);SetAccessChild(pCAAAfrTB1EltTlb,pCAAAfrTTB1EltCmd1Str);接下來(lái)繪制一個(gè)圖標(biāo)，并在CAAAfrGeoCreationWkbHeader.CATRsc中將其關(guān)聯(lián)，具體如下，則cmd1按鈕顯示的是CAACmd1.Bmp圖標(biāo)。CAAAfrGeoCreationWkbHeader.CAAAfrCmd1Hdr.Icon.Normal=I

14、_CAACmd1;在CAAAfrGeoCreationWkbHeader.CATNIs文件中設(shè)置新建按鈕的標(biāo)題以及提示內(nèi)容CAAAfrGeoCreationWkbHeader.CAAAfrCmd1Hdr.Category=Element;CAAAfrGeoCreationWkbHeader.CAAAfrCmd1Hdr.Title=command1;CAAAfrGeoCreationWkbHeader.CAAAfrCmd1Hdr.ShortHelp=newcmd1;添加兩個(gè)工具條并插入一系列按鈕的效果圖如下面圖4所示。newj?-船乍的血YVKB15衍n*niCMC!nr*CMt?-hivtC-

15、MOI圖4新添加的按鈕3、添加菜單菜單的添加與添加按鈕類似，也是在CreateWorkbench()函數(shù)中，只不過(guò)是在宏中的參數(shù)與添加按鈕并不一樣。添加后的效果圖如圖5所示圖5添加的菜單NewAccess(CATCmdContainer,pCAAAfrGeoCreationMbr,CAAAfrGeoCreationMbr);NewAccess(CATCmdContainer,pCATAfrInsertMnu,CATAfrInsertMnu);SetAccessChild(pCAAAfrGeoCreationMbr,pCATAfrInsertMnu);NewAccess(CATCmdSepara

16、tor,pCAAAfrGeoCreationInsertSep,CAAAfrGeoCreationInsertSep);SetAccessChild(pCATAfrInsertMnu,pCAAAfrGeoCreationInsertSep);NewAccess(CATCmdContainer,pCAAAfrMeu1EltSnu,CAAAfrMeu1EltSnu);SetAccessNext(pCAAAfrGeoCreationInsertSep,pCAAAfrMeu1EltSnu);NewAccess(CATCmdStarter,pCAAAfrMMeu1SubMn1Str,CAAAfrMMeu

17、1SubMn1Str);SetAccessChild(pCAAAfrMeu1EltSnu,pCAAAfrMMeu1SubMn1Str);SetAccessCommand(pCAAAfrMMeu1SubMn1Str,CAAAfrCmd1Hdr);在CAAAfrGeoCreationWkb.CATNls文件中設(shè)置菜單顯示的屬性。CAAAfrMeu1EltSnu.Title=新建菜單1;CAAAfrMeu1EltTlb.Title=command1;3、建立菜單以及按鈕的響應(yīng)類建好的workbench空框架中可以創(chuàng)建三種類型的響應(yīng)(command)類，他們都是CATCommand派生出來(lái)的。具體添加

18、過(guò)程是打開(kāi)CAARade菜單Insert,選擇CATIAResource下的Command.。可以選擇Statechartcommand，dialog-boxbasedcommand和Basiccommand。Basiccommand是創(chuàng)建一個(gè)空的響應(yīng)類，在函數(shù)Activate(CATCommand*iFromClient,CATNotification*iEvtDat)中添加響應(yīng)。dialog-boxbasedcommand在二次開(kāi)發(fā)中會(huì)被更多的用到。選擇該類型響應(yīng)類，在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)直接彈出一個(gè)對(duì)話框，當(dāng)然，可以對(duì)這個(gè)對(duì)話框進(jìn)行編輯。對(duì)話框編輯界面如圖6所示，里面有一個(gè)正在編輯的對(duì)話框，在圖

19、的中部，右邊是自帶的一些控件，包括CATDlgFrame，CATDlgLabel，CATDlgEditor，CATDlgPushButton，CATDlgRadioButton等等。對(duì)話框內(nèi)所有的控件在Build()函數(shù)中列出，應(yīng)用函數(shù)SetGridConstraints(shortintiTopRow,shortintiLeftColumn,shortintiRowSpan,unsignedintJustification通過(guò)設(shè)置控件在對(duì)話框中矩陣位置的方式來(lái)調(diào)整位置。圖6對(duì)話框編輯為控件添加回調(diào)函數(shù)來(lái)響應(yīng)各種操作。如圖7所示，CATDIgPushButton按鈕控件包括Creation,V

20、isibilityswap，Resizement,Buttonactivation以及Repetitivebuttonactivation5中回調(diào)函數(shù)。選擇Buttonactivation產(chǎn)生點(diǎn)擊響應(yīng)生成回調(diào)函數(shù)OnPushButton004PushBActivateNotification(CATCommand*cmd,CATNotification*evt,CATCommandClientDatadata)，可以在這個(gè)函數(shù)內(nèi)添加代碼。圖7添加對(duì)話框控件回調(diào)函數(shù)四、開(kāi)發(fā)實(shí)例1、通過(guò)輸入?yún)?shù)繪制拉伸體的例子，可以根據(jù)自己的需要生成拉伸體以及其他復(fù)雜的模型并實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的過(guò)程，此例中通過(guò)輸入截面圓

21、的半徑、拉伸長(zhǎng)度以及拉伸方向與截面法向角度值生成拉伸體，并可以改變其位置。如圖8所示。圖8按鈕對(duì)話框響應(yīng)繪制拉伸體2、五座標(biāo)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)仿真。實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的數(shù)字化建模以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)仿真，并可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更多的仿真功能和模塊。仿真完成后的效果圖如圖9所示，圖10和圖11分別為局部效果以及刀軌的顯示。Mjcn-?ffi*ns口訓(xùn).*:lKk片営(?-皿?11mmpamziS魯|葉唇應(yīng)5毗J-BBwYract.Lj議(EkrwZ.llY-RlA(BdntA.l)斟昭fl怪taoBQRsiWfrJ(SMMSortliMlWter(QrttefHklti.)YAWaicTaMe(WkTcMJ孰血!訂曲聞JloolWlTMWli.lJ氐駁他啊4l，他1】伽rtMJLguif肩喚J-JWJ辿Aq占卑IM-TS圖9機(jī)床運(yùn)動(dòng)仿真的整體效果圖圖10運(yùn)動(dòng)仿真局部效果圖圖11獨(dú)立顯示的導(dǎo)軌首先，新建一個(gè)獨(dú)立的工作臺(tái)，在下面建立兩個(gè)個(gè)模塊：機(jī)床模型建立模塊和運(yùn)動(dòng)仿真模塊。為每個(gè)模塊建立各自所需的Toolbar和對(duì)話框以及響應(yīng)函數(shù)，可以參考前面提到的方法。然后，通過(guò)利用CATIA本身的建模功能或者利用二次開(kāi)發(fā)自己應(yīng)用代碼生成機(jī)床數(shù)字化模型。本文采用了后者，這樣有利于后面對(duì)于模型的操作和添加機(jī)床行程等約束參數(shù)。建模應(yīng)用了CATIA的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊，機(jī)床文件為*.