UG工程图国标化及栏目自动更新研究
2018-03-19张颖祝锡晶崔学良马臻
张颖，祝锡晶，崔学良，马臻
(中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051)
0 引言
工程图被称为工程技术界的语言，在实际应用中起着表达设计者意图、指导工装设计、下料、加工、检验、产品装配等重要作用[1-2]。尽管许多三维CAD软件都提供了导出二维工程图的功能，但都存在图栏格式、尺寸和视图设置等不符合标准的问题，所导出的工程图需反复进行修改。比如UG软件中只提供了一个面向所有用户的通用平台，难以满足本地化、标准化的要求，需用户进行重复设置[3]。标题栏和明细栏是机械产品装配图的一个重要组成部分，但利用三维CAD软件进行二维工程图的设计时，需人工逐项输入标题栏、明细栏中各栏目的内容，操作繁琐，智能化程度低。为了提高工程图的设计效率，实现图样生成的智能化，制作符合国标或企业标准的制图模板、实现标题栏和明细栏的自动更新显得十分重要。
本文基于UG平台，采用模板技术，通过定制标题栏、明细栏及图框模板，设计了符合国家标准的工程图模板，并实现了图样模板的自动导入和编辑。另外基于UG二次开发技术设计了部件属性填写工具，方便快速地对所设计装置的属性进行填写。同时将模板中标题栏和明细栏各栏目值与零部件属性进行关联，实现了工程图中标题栏和明细栏的自动更新，使工程图的设计简单化、智能化。
1 工程图模板的国标化
UG/Drafting是设计工程图的模块，其制图功能强大，使用该功能模块可以很方便地根据已有的三维模型来创建工程图。但其自带图样模板及制图默认设置不符合国标、行标、厂标。而不同行业和企业人员往往会根据自己的需要设计个性化的工程图样式，以便于内部人员互相交流和沟通，因此有必要按照国标或企业标准在UG环境下生成统一格式的图框，作为标准模板[5]，供设计人员调用。本文按照国家标准定制工程图模板。
1.1 制图模板预设置
由于UG中制图的默认设置与国标不完全相符，这使得设计者每次进行工程图设计时，都需要对制图选项进行重新设置。重设过程工作量大，且多为繁琐的重复性操作，严重影响了设计效率。因此，在制作图样模板前，先按照国标对制图中尺寸样式、标注格式、视图显示等进行设置，定制符合国标的制图标准。在UG软件自带“GB”制图标准基础上，根据国标对制图设置进行更改，定制新的制图标准“National Standard”，如图1所示。然后利用工具-制图标准-加载制图标准命令，选择定制的名为“National Standard”的标准，这样制作的图样模板符合国标，不需要每次都重新对制图参数进行设置。
图1 定制制图标准
1.2 工程图栏目的属性映射
标题栏和明细栏的格式有很多种，但实现的方法都相同。分别按照GB/T 10609.1-2008、GB/T 10609.2-2009制作标题栏和明细栏。利用“插入表格”命令绘制标题栏，并在相应的单元格中输入
图2 标题栏模板的属性映射
除上述属性外，标题栏模板中还需设置如下特殊属性，由系统自动读取当前图样的相关信息，并自动写入标题栏中：
图样名称
当前图样页的编号
当前零部件中的图样总页数
投影符号
图样比例
利用插入表格命令绘制明细栏表头，然后分别选中每一列，通过“设置-列-属性名称”命令，设置每列所对应的属性。其中代号、名称、材料、备注所在列对应的属性名称分别为DB_PART_NO、DB_PART_NAME、MATERIALS、REMARK，将每一列的内容分别与产品的零部件的某一特定属性进行关联，创建对应的属性映射关系。
最后将制作好的制图模板.prt文件保存在${UGII_BASE_DIR}LOCALIZATIONprcsimpl_chinesestartup路径下。
1.3 制图模板的自动导入
将自定义的工程图模板自动导入UG中，需要更改.pax图样模板控制文件。在${UGII_BASE_DIR}LOCALIZATIONprcsimpl_chinesestartup路径下添加.pax配置文件，配置文件中的部分内容如下：
//图样模板目录名称
FileNewTab=“功率超声珩磨装置专用”
//使用主模型
application=“All”UsesMasterModel=“Yes”/>
//图样模板ID
/>
//图样模板属性
//模板预览图
......
如此实现了符合国标的工程图模板的自动导入，如图3所示，在之后的工程图设计中可以直接调用这些模板。
图3 制图模板的自动导入
2 工程图栏目自动更新技术
标题栏和明细栏作为工程图的重要组成部分，标题栏用于标识图样及说明图样比例、制图人、制图日期等图纸信息，明细栏用于反映各零部件之间相互关系及其代号(标准件号)、名称、数量、材料等属性信息。因此，快速准确地更新标题栏和明细栏内容，是获得高质量工程图的必要前提。
UG工程图模块中标题栏和明细栏各栏目值可利用导入零部件属性的功能，进行栏目的填写。因此可利用UG系统提供的属性功能，在模板文件中添加各栏目对应的空属性，将栏目值做成属性映射[6]，作为以后实例化的“容器”，保存模板所在图层为仅可见，出图时调入模板，从三维信息模型中自动提取标题栏和明细栏信息，将属性映射实例化，实现工程图栏目的自动更新。具体实现流程如图4所示。
图4 工程图栏目自动更新实现流程图
2.1 属性模板的创建
标题栏与明细栏的填写涉及到大量的产品非几何信息，如名称、图号、代号、材料以及与产品相关的设计、审核等信息[7]。这些信息都与产品的属性相关。UG中系统自带的部件属性如图5(a)所示，虽带有标题栏和明细栏中部分属性，但是属性不全，且排列杂乱，有很多不需要的属性，用户不能清楚知道每个属性代表的产品信息。因此建立属性模板，将工程图栏目所需属性汇总在模板中，并且为每个属性赋予其对应的产品信息，如DESIGNER这个属性对应产品的设计人。属性模板的创建为标题栏及明细栏的自动更新提供了保障。利用文件-实用工具-属性模板命令，创建属性模板，如图5(b)所示。
图5 UG自带属性与创建的属性模板对比
2.2 属性填写工具的设计
实现工程图栏目的自动更新过程中，重要的一步就是快速对零部件属性进行准确填写。为了简化属性填写过程，提高自动化程度，所以将填写过程封装到程序内部，基于UG二次开发技术设计属性填写工具。采用UG二次开发工具UG/Open提供的MenuScript和Block UIStyle两个模块制作可视化用户界面[8]，然后通过UG/Open API编程对功率超声珩磨装置的属性填写进行开发，利用相关的函数控制属性的获取和创建。属性填写工具的开发流程如图6所示。
图6 属性填写工具开发流程图
进行UG二次开发，需先配置环境变量。将环境变量UGII_USER_DIR的值更改为NX10Dev文件夹所在路径。NX10Dev中新建Startup和Application两个文件夹。
MenuScript是一种脚本语言，用户和第三方开发人员使用MenuScript可以创建和编辑菜单和工具条[9-10]。在Startup文件夹中创建attribute_add.men菜单文件和attribute_add.tbr工具条文件，写入脚本语言后，启动UG，在UG界面上就可以看到用户自定义的属性填写工具的菜单和工具条，如图7所示。
图7 属性填写工具的菜单及工具条
属性填写工具用户自定义菜单界面开发完成后，还要进行可视化的人机交互界面的开发，即利用UIStyler对话框技术为属性填写工具开发人机交互界面。在对话框保存时除了生成对话框文件，还能生成C语言的*.cpp和*.hpp文件，文件中包含对话框各控件的对象标识符和回调函数接口程序，在此基础上利用相应函数对属性进行获取和创建。在制作对话框时，已将某功率超声珩磨装置中零部件的属性写入了属性控件的ListItems(下拉列表)中，只要在下拉列表中点选某一零部件对应的属性值即可，不需要手动输入。如图8所示，为属性填写工具对话框。
控制属性填写的程序实现流程为：先获取对话框界面中的属性，得到UG中当前工作部件即三维模型的TAG值，然后利用函数UF_ATTR_assign()对工作部件的属性进行创建，最后更新模型，就实现了对零部件属性的填写。按此方法实现了属性填写工具的设计，利用此工具可以方便快速地对零部件属性进行赋值。
图8 属性填写工具对话框
3 实例运行及效果
声振系统是功率超声珩磨装置的重要组成部分，其三维模型如图9所示。
图9 声振系统三维模型
以功率超声珩磨装置的声振系统为例，对其进行出图。启动UG，打开声振系统的三维模型，在菜单栏会看到自己定制的“功率超声珩磨装置智能出图”菜单。将声振系统装配体以及装配体中各零部件分别设置为工作部件，点击下拉菜单“属性填写”，在弹出的对话框中选择下拉列表中的属性值，就可以为各个部件的属性进行赋值。如图10为对声振系统装配体进行属性填写。
图10 声振系统的属性填写
对各部件进行属性填写后，利用新建命令，选择“功率超声珩磨装置专用”下面的A3_装配图样，进入制图环境后，明细栏会立即自动更新。选择合适的视图放置位置及比例，然后利用GC工具箱-GC数据规范-属性工具-属性同步命令，标题栏也实现了自动更新。声振系统工程图的标题栏和明细栏自动更新如图11所示。
图11 自动更新的标题栏及明细栏
4 结语
本文针对UG工程图模块出图效率低的问题，提出了自动更新工程图栏目的方法。制作了符合国标的工程图模板，将模板中标题栏和明细栏各栏目内容与部件属性进行关联，基于UG二次开发技术设计部件属性填写工具，对部件属性进行快速填写，实现了工程图栏目的自动更新。
以功率超声珩磨装置声振系统的工程图出图过程为例进行验证，结果表明，基于UG二次开发的工程图栏目自动更新技术提高了出图效率，简化了工程图设计流程，缩短了产品的设计周期。
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