ug的应用及其发展前景

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UG 软 件 的 应 用 及 发 展 前 景

姓名： 刘伟杰 学号：1101050051 班级：11机电一班

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UG软件的应用及发展前景

摘要：介绍了 UG的功能特点及其二次开发技术，并对目前在UG方面的一些典型应用作了介绍，指出对单一数据库、参数化，基于特征、全相关等于一体的三维CAD/CAE/CAM软件，UG的应用必将越来越广泛越深入。UG是一个通用软件，用户必须在此基础上进行二次开发，才能满足专门模具设计的需要，提高设计效率。UG在它所触及的各行各业中的应用程度和深度虽然各不相同，但效果是显著的。

关键词：二次开发技术；应用；参数化特征造型；三维造型

1.1 UG中二维工程图与AutoCAD间的转换

UG是功能强大的专业CAD/CAM软件，应用范围很广。AutoCAD有完善的二维工程图设计功能及对系统要求低等特点，因而得到广泛的应用。目前在工程实践中，二维工程图作为重要的技术文档时必不可少的。虽然在UG中可以对工程图进行尺寸、公差等标注，但由于在UG中对实体作标注，转成二维工程图时往往不符合我国的制图标准，因此应当在AutoCAD中完成尺寸标注工作和添加标题栏、技术要求等内容，即利用UG参数化造型技术，对零件直接进行三维模型设计，对零件设计修改，直至确定无误后再将设计好的三维模型转化为然后调入AutoCAD中进行编辑，二维工程图，最后得到符合企业需要的、完善的工程图。采用这种方法进行产品设计。UG生成三维模型，再将其转换然后由AutoCAD输出人们所熟悉的成二维工程图，工程图，可提高设计、绘图和修改等工作的效率和质量，并引起取长补短的作用。

另外，由于UG对数据格式和图像格式的识别能力， UG中可以很容易的读取AutoCAD的二维在图形作为拉伸、旋转、扫描、混成的草图；同时AutoCAD在我国普及率很高，许多人对它都十分熟悉，而且很多企业早期的图档都在AutoCAD中作的，因此可以使用已有的AutoCAD二维图形作为UG三维造型时的草图，进行三维转换，也可以使用AutoCAD来为UG绘制草图， 从而避免重复劳动和有效地利用已有资源。

1.2 参数化特征造型技术

参数化特征造型被公认为目前几何造型的发展趋势，UG实体模型由一些工程特征组合而成，UG模块提供了拉伸、旋转、扫描、过度、孔、槽、圆角、倒角、抽壳、拔模斜度、自由变形、变截面扫描等众多的特征和特征的构造方法，为用户提供了设计非常复杂形状或

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实体模型的有力工具。

基于特征的参数化造型时将参数化造型的思想和特征造型的思想有机的结合在一起，用尺寸驱动或变量设计的方法定义特征并进行类似的操作，这样就形成了参数化特征造型。由于特征全部用参数化定义，因此对形状、尺寸、公差、表面粗糙度等均可随时修改和更行，最终达到修改设计的目的。参数化方法使设计者在构造几何模型时可以集中于概念设计和整体设计，充分发挥创造性，提高设计效率。基于特征的技术为设计者提供了符合人们思维习惯的设计环境，二者有机地结合起来进行实体造型将极大的提高设计效率。

在UG的环境中，构造实物实体的方法很多。选择一种有效的方法，使建立的特征少，且能有效生成实体；形成的特征有利于后续特征的建立和修改是非常重要的。所以在设计之初，对零件的外型设计要一个整体规划，要清楚自己所做的零件的复杂程度，首先要确定整个零件的基准参考中心和参考面，使后面建立的特征（Feature）都是基于该基准建立的，这样有利于后面特征修改（Modify）和再生成（Regenerate）；其次要确定模型（Model）的所有特征间构建的大致先后顺序，把一些小而非重要特征先做，对开始不太明确的，并且需要经常改动变化的特征放到后面建立。这样就可以在需要修改时改动局部就可以了，既节省了时间又省去了许多麻烦。

2. UG的二次开发技术

对一般的设计人员来说，要使用UG所提供的方法进行复杂零件的三维造型，并不是一件容易的事，设计人员需要花费大量的时间熟悉UG，并且掌握较高水平的建模技巧，但是如果充分利用UG的二次开发工具，就可以方便的实现复杂零件设计的参数化，从而大大提高设计效率。

UG为通用支撑软件系统，仅具有CAD/CAM的基本功能，没有提供专用产品所需要的完整计算机辅助设计/制造功能。由于机械产品的千变万化，需要针对具体对象在选用的CAM软件平台上进行二次开发，来设计出界面友好、功能强大和使用方便的专用 产 品 的CAD/CAM系统UG/OPENUIStyler、UG/OPEN GRIP和UG/OPEN API 的二次开发技术。

2.1 UG/Open

UG/Open二次开发模块为 UG 软件的二次开发工具集，便于用户进行二次开发工作，利用该模块可对 UG 系统进行用户化剪裁和开发， 满足用户的开发需求。UG/Open 包括以下几个部分：

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（1）UG/Open Menuscript 开发工具，对UG软件操作界面进行用户化开发，无须编程即可；

（2）对UG标准菜单进行添加、重组、剪裁或在UG软件中集成用户自己开发的软件功能；

UG/Open UIStyle开发工具是一个可视化编辑器，用于创建类似UG的交互界面，利用该工具，用户可为UG/Open应用程序开发独立于硬件平台的交互界面；UG/Open API 开发工具，提供UG软件直接编程接口，支持C、C++、Fortran和Java 等主要高级语言；UG/Open GRIP开发工具是一个类似APT 的UG内部开发语言，利用该工具用户可生成NC自动化或自动建模等用户的特殊应用。

2.2 UG/OPEN UIStyler

UIStyler 是开发UG对话框的可视化工具，生成的对话框能与UG集成，让用户更方便、更高效地与UG进行交互操作。利用这个工具可以避免复杂的图形用户接口GUI的编程，直接将对话框中的基本控件组合生成功能不同的对话框。开发人员进入UG，点击

Aplication→UserInterfaceStyler就可以进入对话框设计的界面。该界面包括一个工具条和三个窗口：对象浏览窗口、资源编辑器窗口以及设计对话框窗口。应用工具条能够快速点击图标，在设计对话框上添加删除控件，进行对话框界面的设计；对象浏览器窗口显示对话框上所有控件的信息，选中某一控件即可在资源编辑器窗口中进行相应的操作；资源编辑器窗口用于设置修改控件的属性、消息等操作；设计对话框窗口用来显示对话框的界面。当界面设计完成后，保存 UIStyler编写的对话框时生成3个文件：*dlg、*_template.c及*.h文件。其中，*.dlg是保存对话框图形界面的文件；.h文件是 UIStyler对话框C语言的头文件，包括对话框及*_template.c是 其控件的标识符和函数原型的申明；UIStyler对话框 C 语言的模板文件，包括各种定义用户的主要工作是修改*_template.c 模板文和命令。件并在其中添加用户代码，以确定 UIStyler对话框被调用的形式及其所能实现的功能。对模板文件的修改工作可在VC中完成，然后和.h编译连接生成.DLL文件。应用 UIStyler这一工具可以使开发人员方便、快速地设计出与UG界面风格一致的对话框，避免其他复杂的编程。而且可以和用其他开发工具开发出的结果进行集成。UG/Open UIStyler 工具和UG/Open Menu Script工具一样，都只具有某一方面的功能：UG/Open UIStyler用于对话框的开发，UG/Open Menu Script用于菜单的开发。

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2.3 UG/OPEN MenuScript

用这一工具可实现用户化的菜单。UG/OPEN MenuScript 支持UG主菜单和快速弹出式菜单的设计和修改，通过它可以改变UG菜单的布局。添加新的菜单项以执行用户GRIP、API二次开发程序、User Tools文件及操作系统命令等。 应用 UG/OPEN MenuScript编程有两种方法可以实现菜单用户化：

（1）添加菜单文件。添加菜单文件到相应的菜单目录下，这些菜单文件是经过用户编辑的、符合自己要求的菜单文件。

（2）编辑标准菜单文件。开发者编辑存在的标准菜单文件。这种办法就会改变UG原来的界面，不能恢复。开发者可通过文本编辑器，如记事本编辑UG菜单文件。UG/Open API 提供 UG/Open API程序与 UG/OPEN MenuScript程序的接口函数。

2.4 UG/OPEN API

UG/Open API 又称 User Function，是一个允许程序访问并改变UG对象模型的程序集 。UG/OpenAPI 封装了近 2000个UG操作的函数，通过它可以在C程序和C++ 程序中以库函数的形式调用UG内部的近 2000个操作， 它可以对UG 的图形终端、文件管理系统和数据库进行操作，几乎所有能在UG界面上的操作都可以用UG/Open API函数实现。

UG/Open API 程序根据编译连接的情况可以运Internal与External. External 行在两种不同的环境中，类型以.exe方式可以直接在操作系统下运行，独立于ＵＧ系统，该类型无法显示图形与用户交互，但可以打印和生成计算机图形元文件 CGM） Internal（；类型只能运行在UG环境下该程序以.dll（动态链接库）的方式被调到UG的进程空间中，一旦调进便该类型与 External 类型相比他的优点是常驻内存，可以连接的更快且程序更小并能与用户交互Internal类型程序的运行可以从UG图形界面里来调用，另外可以从UG/Open Menu Script、User Exits、User Tools和UG/Open GRIP里调用。

UG/Open API程序使用的是C或C++编程语言。基于Windows NT操作系统的UG软件开发可在VC++6.0环境下进行。在VC环境中建立一个UG二次开发工程有两种方法。其一是利用UG/Open AppWizard这个向导来建立基本的框架；其二是在VC中手工建立一个UG/Open API的工程。第一种方法是要按照向导一步一步执行下去就可以完成这个工程的基本框架。相对于第一种方法，第二种方法就烦琐得多，它必须在VC中人为配置工程的各种设置，才能建立起UG软件和VC的连接。所以最好使用 UG/OpenAppWizard来建立二次开发工程。

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UG/Open API 程序的运行可以在这几种环境下运行： （1）VC环境。在这种环境下内部、外部程序均可以执行。

（2）UG界面。这种环境只能执行内部程序。程序的执行是程序通过VC++ 编译连接后，产生一个DLL文件，然后进入UG，执行这个DLL文件。

（3）UG/OpenGRIP程序。这是通过GRIP程序来调用UG/Open API程序。由于编程是在VC中进行，所以可以充分发挥VC的强大功能和丰富的编程资源，也可以利用企业原有的Ｃ语言代码资源，将其集成到UG中。用UG/Open API函数进行二次开发的优点是该工具功能比较强大，能够实现UG的绝大部分操作，易于进行交互操作。由于是调用UG封装的API函数，程序的出错率比较低；缺点是掌握UG/Open API函数的运用比较困难，特别要注意参数的类型和传递形式。

2.5 UG/OPEN GRIP

GRIP（Graphics Interactive Programming）是一种专用的图形交互编程语言，开发者可以用 GRIP 编程的方法自动实现在UG下进行的绝大部分操作GRIP命 令 很 像 英 语 单 词 ， 语 法与BASIC和FORTRAN相似， 有某些情况下对于一些高级操作，用GRIP编程的方法比用UG交互的方法更有效，在UG交互环境下可以实现的功能用GRIP几乎全都可以实现UG提供了一个名叫UG/Open GRIP的GRIP语言编辑器，用这个工具可以编辑、修改、编译、连接程序GRIP语言与一般的通用语言一样，有其自身的语法结构，程序结构，内部函数，以及与其他通用语言程序相互调用的接口。一个GRIP 语句是由一个或几个GRIP命令组成，GRIP命令是GRIP语言的基本组成部分

3.应用现状

UG在各行各业中的应用越来越广泛、越来越深入，虽然和AutoCAD等二维绘图软件相比UG的使用相对要难得多，但这并没有阻止人们对它的学习、使用及开发。这也充分说明了UG具有人们所渴望的优良的性能和灵活的开发方法。

3.1 齿轮的造型设计

渐开线齿轮由于具有能保证特定传动比传动、受力方向不变等优点，被广泛应用于航空、汽车、机床和自动化生产线等各种通用机械中。渐开线齿一些低端的CAD软件必须通过编轮齿形比较复杂，写程序才能完成它的造型，而在UG环境下，则可以用多种建模方法精确造

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型，方便快捷，还可以通过其内部开发程序来完成，人机交互的输入设计变量值，实现渐开线齿轮自动化造型。

3.2 芯片散热风扇的实体造型

从现有的设计软件CAD出发， 利用数据预处理程序，结合UG软件，较好的实现了芯片的实体造型，缩短了在UG中重新建模的时间，且保证了加工出的芯片更符合风扇的要求。 4 发展前景

由于机械设计在工程设计中占有相当重要的地位，所以展望现代机械设计技术的发展前景以及未来研究重点及方向，都无疑成为了我们最关心的重要课题，同时也只有在此基础上，我们才能对机械设计的规划发展项目和关键技术提出合理的建议，才能更好的使我国在机械设计软件的开发领域逐步走到世界的前列。纵观全国，现代机械设计软件技术的研究主要在以下几个方面：机械设计软件包的多平台开发技术、产品创新设计技术、快速设计技术、仿真与虚拟设计技术、智能设计技术、热分析转变为机械能整合设计等。下面分别加以介绍。 一、调用接口程序的设计

为使各exe程序按顺序运行以完成总功能， 要求用户只能调用其中一个exe程序，该程序称为软件包的用户调用程序，其余exe程序不能被用户调用（只能被exe程序调用），称为软件包的内部程序。

二、数据接口程序的设计

由于纯文本文件（如*.txt文件）可以被exe程序读写，因此通过对其读写操作，可实现调用与被调用程序间的数据传递，此类文件可简称为数据文件，对其读写的语句即为数据接口程序。为便于编程，可把数据接口程序分为单向型和双向型两大类。仅有调用程序的写操作和被调用程序的读操作或相反，称为单向型，前者还可称为正单向型，后者为逆单向型。 三、开发平台的合理使用

VB 6、VF 6和VL的功能特长不同。VB6在数学计算和界面设计方面最优秀，

VF 6的数据库管理功能最强，VL的自动制图功能独一无二。故VB 6宜用于开软件包的用户调用程序，和含有大量数学计算功能的内部程序；VF 6宜用于开发处理大量数据的内部程序( 数据库) ；VL宜用于开发自动制图的内部程序；AutoCAD宜作为VL程序的运行平台和对图形文件编辑、保存与打印的操作平台。 四、软件包的目录结构设计

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软件包的目录结构宜采用树状结构，如用户调用程序及其相关文件放在磁盘的N层目录下的某一子目录( 称为顶层目录) 下，则各内部程序及相关文件应放在顶层目录下的不同层次的子目录下。值得注意，这可能造成被调程序在其运行中，当查找或打开本目录下的某个文件时，出现“文件未找到”的运行实时错误，其原因是被调程序的运行路径，是它最上一级调用程序（即用户调程序)。 五、产品创新设计技术

该技术就设计而言一般可分为三类：适应性设计(Adaptive Design)、变型设计(Variant Design)和创新设计(Creative Design)。其中创新设计是针对新的或预测的需求，从已知的、经过实践检验可行的理论和技术出发，充分运用创造性思维，构思并设计出过去所没有的全新事物的技术过程。 六、快速设计技术

由于市场动态多变性，使产品投放市场的时间日益成为决定产品竞争力的重要因素。快速设计技术是在现代设计理论和方法的指导下，应用微电子、信息和管理等现代科学技术，以缩短产品开发周期为目的的一切设计技术的总称。 七、仿真与虚拟设计技术

计算机仿真技术是以计算机为工具，建立实际或联想的系统模型，并在不同条件下，对模型进行动态运行(实验)的一门综合性技术。近年来不断涌现和迅速发展的高新技术，如计算机仿真建模、CAD/CAM及先期技术演示验证、可视化计算、遥控机器和计算机艺术等，都有一个共同的需求，就是建立一个比现有计算机系统更为真实方便的输入输出系统，使其能与各种传感器相连，组成更为友好的人机界面的多维化信息环境。这个环境就是计算机虚拟现实系统(VRS)，在这个环境中从事设计的技术即称之为虚拟设计(Virtual Design，VD)。 八、智能设计技术

由于缺乏人类设计师所具有的推理和决策能力，传统CAD系统已不能满足设计过程自动化的要求。于是智能CAD(ICAD)的理论研究和应用实践便随之而产生了。ICAD系统既具有传统CAD系统的数值计算和图形处理能力，又具有知识处理能力，能够对设计的全过程提供智能化的计算机支持。智能设计就是对智能CAD理论和应用的研究。 5. 结束语

UG已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准，它全方位的提供了从产品概念设计、精确设计、模具设计到模具型腔数控加工一整套功能，极大的缩短了产品开发的周期，

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提高了产品的竞争力。从大量的文献看出，UG在它所触及的各行各业中的应用程度和深度虽然各不相同，但其效果是显著的。从现有的应用中可以给使用者一些启示和灵感，避免许多不必要的重复。

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参考文献

[1]关振宇. UG CAD快速入门指导[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

[2]董正卫，田立中，付宜利. UG/OPEN API编程基础[M]. 北京：清华大学出版社，2002. [3]王庆林. UG/OPEN GRIP实用编程基础[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

[4]关振宇，朱凯. UG NX 4中文版机械设计实战演练[M]. 北京：人民邮电出版社，2007.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9w5g.html