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UG二次开发在型材模具编程加工中的应用研究
模具制造部 梁盛华
摘要：本文主要介绍了UG二次开发在分流模加工中的应用，结合了企业编程人员使用UG软件的习惯以及加工生产中所用到的操作。用UG软件的开发工具，开发出一系列适合实际生产需要的下拉菜单、工具条、对话框从而进一步完善和优化UG软件，利用开发出的专用工具条编程人员不必对UG的加工操作“瞭如指掌”只需按照提示按部就班地操作也可编制出合适的刀路，使得在UG的使用过程中更加得心应手，且在很大程度上缩短了编程时间。
一、前言
UG（Unigraphics NX）是SIEMENS旗下UGS PLM软件公司推出的集CAD/CAM/CAE功能于一体的三维参数化软件，在汽车、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业等领域得到了广泛的应用。虽然UG软件在CAD/CAM/CAE上表现出了强大的功能，但正因为UG的广泛性从而使得UG只能作为通用支撑软件系统，仅具有CAD/CAM的基本功能，没有为专用产品提供所需要的完整CAD/CAM功能。因此，对千变万化的机械产品，针对具体加工对象和企业生产需要，在UG软件平台上进行二次开发，来设计出功能强大、界面友好，且使用方便的专用CAD/CAM系统在生产中显得尤为重要。
随着计算机的应用和发展以及数控设备的引进，近年来UG软件更是得到了业界的广泛应用，且在UG设计方面更是取得了很大的进步，各式各样外挂的出现大大方便了广大的设计工作人员。如比较著名的注塑模具设计外挂——胡波外挂和MOLDWIZARD。但在UG数控加工方面的二次开发的研究相对来说就少之又少，国内主流的设计软件有Pro/E、UG、Solidworks,主流的数控编程软件有MasterCAM 、UG、PowerMill。很显然，在这几个主流软件中，UG普遍用来设计和加工，可以实现设计与加工之间的无缝接口，因此不会因为文件格式的转换而导致文件的参数丢失，使用起来更加方便。由此看来UG数控加工方面的二次开发应用研究具有一定的实用价值和应用前景。

二、UG CAM二次开发工具
UG CAM二次开发工具主要由UG自身提供的开发工具及VC++程序组成。UG提供的四个开发应用程序有：UG/Open API、UG/ Open UIStyler、UG/MenuScript、UG/Open Grip。
UG/Open API
UG/Open API是UG与外部应用程序之间的接口。是UG/Open提供的一系列函数和过程的集合，是由一系列的可访问UG图形终端、文件管理系统、数据库的函数，连接运行用户开发程序的命令行子程序以及运行用户程序且与UG交互的接口组成。用户可以通过C语言编程来调用这些函数和过程。根据程序运行环境的不同，UG/Open API程序可分为两种模式，即内部程序模式和外部程序模式。外部程序编译连接后得到的可执行文件是独立于UG之外的可执行程序，内部程序编译连接后得到的可执行文件只能在UG环境中运行。这是UG二次开发最常用的开发工具。
UG/Open UIStyler
UG/ Open UIStuler 是UG/Open中用来创建对话框的专用模块。使用UG/Open UIStyler可以非常方便地创建与UG风格完全一致的对话框，UIStyler模块所支持的控件种类丰富，且在存储对话框文件的同时会在相应的文件夹下生成*.dlg文件且自动生成与该对话框相对应的*.template.c和*h文件，其中.dlg文件用于定义对话框样式及控件事件的回调函数名称。*.template.c模板文件提供给用户一个具有对话框应用的UG/Open API函数和访问*.dlg文件，实现最初的对话框界面功能，.h文件用于声名控件标识和控件事件响应函数的原型。如果要使响应函数实现具体的功能，则需要在程序标明的位置添明用户代码。
UG/MenuScript
UG/ MenuScript可对主菜单或快捷菜单的菜单项进行裁减移动，或构建一个新的菜单。使用UG/MenuScript定制菜单有两种方式：一种是附加（Addon）菜单文件方式，一种是拷贝并编辑（COPY AND EDITING）标准菜单方式，一般情况下，我们采用的是附加方式，因为它具有易编辑、易加裁和升级维护等特点。一般来说，要实现UG/Open UIStyler和UG/MenuScript的功能都必须调用UG/Open API中相关的接口函数来对他们进行控制调整。因此UG/Open API是进行UG/Open 二次开发的关键，
UG/Open Grip
GRIP是Graphics Interactive Programming取首字母的缩写词。GRIP是一种解释性的编程语言，有很多方面类似于BASIC和FORTRAN。使用GRIP几乎可以执行所有功能，如模型建立，装配创建和工程图绘制等功能。GRIP可以执行高级的自定义操作，而这些操作的执行率要比单纯使用UG交互界面的效率高很多。

三、编程中遇到的问题
（1）进入UG加工模块后，完成编程且生成刀路时发现有多处“跳刀”。不利于工件的质量且不符合效率化生产的原则。此时需要自行作一些曲面或曲线来辅助加工，使得刀路更加“随心所欲”，但在加工的模式下不能构建曲面和曲线，UG系统默认只有在建模模式下才可构建这些元素，这给操作者带来极大的不便。
（2）在生成刀路轨迹后通常需要以实体切削验证来模拟加工效果，以便检查刀路的参数是否合适。在准备模拟时发现没有创建毛坯，在UG系统中没有毛坯是不能进行加工模拟的（如图1所示），而毛坯的创建也是只有在建模的模式下才能完成，所以又能不得不重新回到建模模式下创建毛坯。

图1

（3）在加工有入口和有特殊扩展的分流模时需要双面加工，而在数控加工软件中加工方向务必要与机床坐标系的Z轴重合，否则将无法生成刀路轨迹，（如图2所示），因此在加工这类模具时需将加工坐标系旋转，将加工坐标系旋转后，此时的加工原点己经改变，且一般不是我们所需要的加工原点，因此还需要将加工原点移到适合的位置。

图2

（4）在进入了UG加工编程模块后，创建加工操作时发现，面对二维刀路和三维刀路两种加工操作中的多个子类型一片茫然不知如何下手（如图3所示），不清楚哪个子类型才是我们真正所需要的。

图3

四、解决问题
针对上述前三个问题，以UG软件进行二次开发，开发设计出一系列适合个人使用习惯适合企业生产要求的下拉菜单（图4）及相应的对话框、工具条（图5），如图所示。

图4华西专用下拉菜单

图5华西专用工具栏

以下是MenuScript开发菜单的部分源代码。
VERSION 120

EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR
BEFORE UG_HELP
CASCADE_BUTTON HUAJIARI
LABEL 华加日西林工具
END_OF_BEFORE

MENU HUAJIARI
BUTTON FENGLIUMO
LABEL 华西分流模
ACTIONS FENGLIUMO.dlg
END_OF_MENU

MENU HUAJIARI
BUTTON FENGLIUMOJIAGONG
LABEL 华西分流模加工
ACTIONS JIAGONG.dlg
END_OF_MENU

MENU HUAJIARI
BUTTON JIANGMO
LABEL 建模专用
END_OF_MENU

MENU HUAJIARI
BUTTON JIAGONG
LABEL 加工专用
END_OF_MENU
针对第四个问题，开发出如图所示的对话框，把舌头加工，和芯头空刀加工和倒桥所属的加工子类型单独列出来（如图6），其中加工芯头空刀的子类型属于二维刀路而加工舌头和倒桥的子类型属于三维刀路。现在开发出的这个菜单把这几个操作一并列出来，如此一来编程人员无需对UG的加工模块“瞭如指掌”，只需按照菜单提示按部就班地操作即可编写出合格的加工程序，大大缩短了编程人员的培训周期，且很大程度上减轻了编程人员的工作量。这样就建立起了加工子类型与分流模加工方法一一对应的关系，减少了选择加工子类型时的盲目性。

图6
五、结束语
UG数控加工的二次开发是利用UG系统的二次开发工具，结合了企业的加工工艺，开发出适合实际的下拉菜单、工具条、对话框，完善及用户化UG软件，简化了加工子类型的选择又能减少使用过程中的盲目性，这样可以极大地提高UG软件的加工编程效率。以本菜单的倒桥操作为例，编出的刀路轨迹如图7所示。

本文介绍的这种开发方法是针对华加日西林实业有限公司的实际工艺开发的。不同的工艺可视实际情况另行开发。由于笔者水平有限，文中难免出现纰漏和瑕疵，希望本文能起到抛砖引玉的作用，使有兴趣的读者开发出更实用，更高效的挤压模外挂。